Prenditi una pausa: il nostro cervello elabora più velocemente durante il riposo

In uno studio su volontari sani, i ricercatori del National Institutes of Health hanno mappato l’attività cerebrale che scorre quando impariamo una nuova abilità, come suonare una nuova canzone al pianoforte, e hanno scoperto perché fare brevi pause durante la pratica è una chiave per imparare.

I ricercatori hanno scoperto che durante il riposo il cervello dei volontari ha riprodotto rapidamente e ripetutamente versioni più veloci dell’attività vista mentre praticavano la digitazione di un codice. Più un volontario riproduceva l’attività, meglio si esibivano durante le sessioni di allenamento successive, suggerendo che il riposo rafforzasse i ricordi.

In uno studio su volontari sani, i ricercatori nih hanno scoperto che i nostri cervelli possono riprodurre ricordi compressi di apprendimento di nuove abilità quando riposiamo. Questo significa che mentre riposiamo, il nostro cervello continua ad “imparare”, tramite il ricordo compresso, quello che stavamo facendo poco prima.

“I nostri risultati supportano l’idea che il riposo svolga un ruolo altrettanto importante nella pratica nell’apprendimento di una nuova abilità. Sembra essere il periodo in cui i nostri cervelli comprimono e consolidano i ricordi di ciò che abbiamo appena praticato”, ha dichiarato Leonardo G. Cohen, M.D., senior investigator presso il National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) del NIH e autore senior dello studio pubblicato su Cell Reports. “Comprendere questo ruolo del replay neurale può non solo aiutare a plasmare il modo in cui impariamo le nuove abilità, ma anche come possiamo aiutare i pazienti a recuperare le abilità perse dopo una lesione neurologica come l’ictus.”

Lo studio è stato condotto presso il CENTRO CLINICO NIH. Il team del Dr. Cohen ha utilizzato una tecnica di scansione altamente sensibile, chiamata magnetoencefalografia, per registrare le onde cerebrali di 33 volontari sani e destrimani mentre imparavano a digitare un codice di test a cinque cifre con la mano sinistra. I soggetti sedevano su una sedia sotto il lungo cappuccio a forma di cono dello scanner. Un esperimento è iniziato quando a un soggetto è stato mostrato il codice “41234” su uno schermo e gli è stato chiesto di digitarlo quante più volte possibile per 10 secondi e quindi fare una pausa di 10 secondi. Ai soggetti è stato chiesto di ripetere questo ciclo di sessioni di pratica alternata e di riposo per un totale di 35 volte.

Durante le prime prove, la velocità con cui i soggetti digitavano correttamente il codice migliorò drasticamente e poi si livellarono intorno all’11 ° ciclo. In uno studio precedente, guidato dall’ex post-dottorato nih Marlene Bönstrup, M.D., il team del Dr Cohen ha mostrato che la maggior parte dei miglioramenti avveniva quando i soggetti erano a riposo e non quando i soggetti stavano digitando. Inoltre, i miglioramenti furono maggiori di quelli fatti dopo una notte di sonno e furono correlati con una diminuzione delle dimensioni delle onde cerebrali, chiamate ritmi beta. In questo nuovo rapporto, i ricercatori hanno cercato qualcosa di diverso nelle onde cerebrali dei soggetti.

“Volevamo esplorare i meccanismi alla base del rafforzamento della memoria visti durante il riposo. Diverse forme di memoria sembrano fare affidamento sulla riproduzione dell’attività neurale, quindi abbiamo deciso di testare questa idea per l’apprendimento delle abilità procedurali“, ha dichiarato Ethan R. Buch, PhD, uno scienziato dello staff del team del dr Cohen e leader dello studio.

Per fare questo, Leonardo Claudino, PhD, un ex post-dottorato nel laboratorio del dottor Cohen, ha aiutato il dottor Buch a sviluppare un programma per computer che ha permesso al team di decifrare l’attività delle onde cerebrali associata alla digitazione di ogni numero del codice di prova.

Il programma li ha aiutati a scoprire che una versione molto più veloce – circa 20 volte più veloce – dell’attività cerebrale vista durante la digitazione è stata riprodotta durante i periodi di riposo.

“Durante la prima parte della curva di apprendimento abbiamo visto che il replay del riposo sveglio era compresso nel tempo, frequente e un buon predittore della variabilità nell’apprendimento di una nuova abilità tra gli individui”, ha affermato il Dott. Buch. “Questo suggerisce che durante il riposo sveglio il cervello lega insieme i ricordi necessari per imparare una nuova abilità.”

Come previsto, il team ha scoperto che l’attività di replay accadeva spesso nelle regioni sensorimotorie del cervello, che sono responsabili del controllo dei movimenti. Tuttavia, hanno anche visto attività in altre regioni cerebrali, vale a dire l’ippocampo e la corteccia entorinale.

“Nel complesso, i nostri risultati supportano l’idea che manipolare l’attività di replay durante il riposo di veglia può essere un potente strumento che i ricercatori possono utilizzare per aiutare gli individui a imparare nuove abilità più velocemente e possibilmente facilitare la riabilitazione dall’ictus.”