La Neurociencia del Sueño: Cómo Mejora las Funciones Cognitivas

El sueño no solo es necesario para la restauración física del cuerpo, sino que también desempeña un papel crucial en las funciones cognitivas. A lo largo de los últimos años, investigaciones científicas han demostrado que el sueño, en sus distintas fases, contribuye directamente a procesos clave como la memoria, el aprendizaje, la toma de decisiones y la creatividad. A continuación, exploramos algunos de los hallazgos más relevantes:

Consolidación de la Memoria y Aprendizaje

La relación entre el sueño y la consolidación de la memoria ha sido un área central de investigación. Como ya indiqué en un artículo de este blog, "¿por qué es necesario dormir?", las investigaciones realizadas, tanto en seres humanos como en animales de laboratorio, señalan que el sueño hace más que permitir que el cerebro descanse, también ayuda a la consolidación de la memoria a largo plazo (Marshall & Born, 2007).

A este respecto, debo aclarar que los estudios han encontrado que el sueño REM y el sueño de ondas lentas juegan papeles diferentes en la consolidación de la memoria declarativa y no declarativa: el sueño REM facilita marcadamente la consolidación de la memoria no declarativa, mientras que el sueño de ondas lentas aumenta la consolidación de la memoria declarativa (Tucker et al, 2006). También otros estudios muestran que parece que el cerebro repasa durante el sueño de ondas lentas la información aprendida recientemente (O' Neill et al., 2010) y que los trastornos de sueño se relacionan con un menor rendimiento en memoria y atención de los sujetos que los padecen, y dentro de ellos, la apnea obstructiva del sueño es la que mayor impacto negativo tiene sobre estas funciones cognitivas (Bucks, Olaithe, Rosenzweig, & Morrel, 2017; Krysta, Bratek, Zawada, & Stepanczak, 2017; citados en Lira & Custodio, 2018).

Estudios pioneros de investigadores como Matthew Walker en la Universidad de California, Berkeley, han demostrado también que la falta de sueño deteriora la capacidad del cerebro para realizar este proceso de consolidación. Según su investigación, los participantes que no durmieron lo suficiente fueron significativamente menos efectivos para recordar nuevos aprendizajes o para realizar tareas complejas que requerían una integración de nuevos conocimientos.

El Sueño y la Toma de Decisiones

Otro aspecto interesante en el que el sueño tiene un impacto directo es en la toma de decisiones. La privación crónica de sueño afecta el proceso de evaluación de riesgos y la capacidad para tomar decisiones informadas. Investigaciones realizadas en la Universidad de Pensilvania, encabezadas por David Dinges, han revelado que la falta de sueño altera la capacidad del cerebro para evaluar las consecuencias de sus acciones, lo que puede conducir a decisiones impulsivas o erróneas.

Dinges y su equipo demostraron que los participantes privados de sueño durante 24 horas mostraron una mayor activación en las áreas cerebrales asociadas con recompensas inmediatas, mientras que las áreas que controlan la toma de decisiones a largo plazo, como la corteza prefrontal, mostraron una actividad reducida. Esto sugiere que el sueño adecuado es fundamental para mantener la regulación cognitiva y emocional, evitando sesgos cognitivos que puedan afectar la toma de decisiones.

Neuroplasticidad y Creatividad

El concepto de neuroplasticidad se refiere a la capacidad del cerebro para reorganizarse y formar nuevas conexiones neuronales a lo largo de la vida. El sueño es fundamental para este proceso, facilitando la adaptación del cerebro a nuevas experiencias y aprendizajes.

Un estudio realizado por Robert Stickgold en la Universidad de Harvard reveló que el sueño REM está particularmente relacionado con la creatividad. Los participantes que dormían después de haber trabajado en un problema creativo mostraron una mejora significativa en sus capacidades para encontrar soluciones novedosas. Este fenómeno ocurre porque durante el sueño REM, el cerebro realiza conexiones entre información aparentemente no relacionada, lo que fomenta el pensamiento innovador y la resolución creativa de problemas.

Stickgold también descubrió que, durante el sueño REM, el cerebro se dedica a "reconectar" experiencias emocionales con conocimientos previos, lo que facilita la reorganización de la información y permite integrar diferentes áreas del conocimiento. Este proceso de "reestructuración" en el sueño REM permite a las personas ser más flexibles y creativas en su pensamiento.

Evidencia de Mejoras en el Rendimiento Cognitivo en Adultos y Niños

Diversos estudios también han demostrado que el sueño tiene un impacto notable en el rendimiento cognitivo, tanto en adultos como en niños. En el caso de los niños, investigaciones de Nina Kraus en la Universidad de Northwestern han demostrado que una buena calidad de sueño se asocia con un mejor rendimiento en pruebas cognitivas, como el procesamiento auditivo y la resolución de problemas matemáticos. A medida que los niños duermen, sus cerebros refuerzan las conexiones neuronales esenciales para el aprendizaje, lo que facilita su capacidad de retener y aplicar información.

En los adultos, la investigación de Chandra A. Reynolds de la Universidad de California, Riverside, ha señalado que el sueño adecuado mejora significativamente la función ejecutiva, que es el conjunto de habilidades mentales necesarias para realizar tareas complejas, como la planificación, la toma de decisiones y la organización. La privación de sueño, por otro lado, disminuye el rendimiento en estas tareas, y puede aumentar el riesgo de cometer errores.

El Sueño y el Envejecimiento Cognitivo

Las investigaciones sobre el envejecimiento cerebral también han mostrado que el sueño tiene un efecto protector sobre la cognición a medida que envejecemos. Charles Czeisler, investigador en la Universidad de Harvard, ha encontrado que las personas mayores que duermen menos de seis horas por noche tienen un riesgo significativamente mayor de deterioro cognitivo y enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.

El sueño, particularmente el sueño profundo, ayuda a consolidar la memoria y a reducir la acumulación de sustancias tóxicas en el cerebro, como la proteína beta-amiloide. En este contexto, los estudios indican que mantener una buena higiene del sueño a medida que envejecemos podría ser clave para preservar la función cognitiva y prevenir el deterioro cognitivo relacionado con la edad.

Por consiguiente, las investigaciones actuales refuerzan la importancia del sueño en la mejora de la función cognitiva, desde la consolidación de la memoria hasta la creatividad y la toma de decisiones. En este sentido, quiero subrayar que cada fase del sueño cumple una función esencial para optimizar las capacidades cognitivas. 

Por todo ello, es esencial mantener una higiene del sueño adecuada no solo para mejorar el rendimiento diario, sino que también protege y fortalece las funciones cognitivas a largo plazo.

El cerebro de Buda

Durante el periodo evolutivo hemos ido desarrollando una serie de mecanismos que nos han permitido sobrevivir, pero hoy en día no parecen ser eficaces para enfrentar y superar los desafíos cotidianos y las posibilidades vitales que se nos presentan. Más bien todo lo contrario, hoy en día la frase "estoy muy estresado/a" se escucha con frecuencia y las tasas de abandono a nivel escolar y laboral cada vez aumentan más a causa de la desmotivación y del estrés.

Presentarnos a un examen o a una entrevista de trabajo, correr a coger el autobús, la presión social ante un posible fracaso, la pérdida de empleo, escapar de alguien o una situación que nos amenaza, etc. Todas estas circunstancias nos generan estrés, ansiedad y miedo y producen la activación del sistema nervioso simpático. El sistema nervioso simpático es la parte del sistema nervioso autónomo que se encarga de activar al organismo en situaciones de estrés. Cuando se presenta una situación de estrés, las glándulas suprarrenales, ubicadas encima de los riñones, tras recibir la señal del hipotálamo, liberan una serie de hormonas, entre las que destacan la adrenalina y el cortisol, siendo esta última la que tarda más tiempo en desaparecer del cuerpo, para activarnos y prepararnos para responder.

En realidad, lo trepidante de este asunto es que en nuestro día a día ya no somos conscientes de la gran cantidad de situaciones tanto reales como imaginarias (pensamientos negativos, preocupaciones, etc.) que producen la activación constante del sistema nervioso autónomo para preparar al cuerpo para situaciones de "lucha" o "huída", lo cual es antinatural y perjudicial para nuestra salud. 

Las consecuencias del estrés excesivo y/o crónico sobre la salud son innumerables, puesto que afecta adversamente al sistema inmunitario, al sistema cardiovascular, al sistema neuroendocrino y al sistema nervioso central y puede generar problemas de memoria y aprendizaje, producir cambios en el apetito (aumentarlo o disminuirlo), interferir en la cantidad y calidad del sueño, producir trastornos del estado de ánimo, acelerar el proceso de envejecimiento, etc.

Por tanto, ¿están actualmente nuestros mecanismos de supervivencia ayudándonos? La respuesta es clara, estos mecanismos con frecuencia nos suponen un gran inconveniente. Concretamente, la neurología y neuropsicología actual sostienen que se pueden contrarrestar estos mecanismos automáticos aplicando técnicas sencillas que se desarrollaron hace 2.500 años, las cuales nos permiten bajar el nivel de estrés, cambiar nuestro modus operandi en la vida y, en consecuencia, mejorar nuestra salud tanto física como mental, así como vivir más felices. 

Un ejemplo de ello es Matthieu Ricard, monje budista que fue bautizado como el "hombre más feliz del mundo" después de un estudio neurocientífico llevado a cabo por Richard Davidson (Universidad de Wisconsin) en el 2004 sobre la meditación y la felicidad. Dicho estudio buscaba medir los efectos de la meditación en el cerebro. Para ello, se le colocaron 256 sensores en su cabeza mientras Matthieu Ricard meditaba. Los resultados en resonancia magnética mostraron un córtex prefrontal izquierdo anormalmente activo, indicativo de una inusual capacidad para percibir felicidad y emociones positivas y poca propensión a los estados de ánimo depresivos. La literatura neurocientífica no había registrado hasta entonces los niveles que alcanzó Matthieu Ricard, por tal motivo, le llamaron "el hombre más feliz del mundo".

Se han seguido investigando los beneficios a nivel cerebral y psicoemocional de esta técnica y los resultados de estas investigaciones han permitido retomarla a nivel científico e incluso considerarla por el neurocientífico Wolf Singer "un proceso cognitivo sofisticado", por el cual "las capacidades cognitivas del cerebro se aplican a estudiar su propia organización y funcionamiento" (Ricard & Singer, 2018). Además, en los encefalogramas realizados a los monjes budistas, durante la  investigación llevada a cabo por el equipo de la Universidad de Wisconsin, se encontraron que sus cerebros generaban ondas gamma de gran amplitud (la amplitud de las ondas gamma que fueron recogidas a algunos de los monjes son las mayores registradas en la historia en un contexto no patológico), lo que refleja mayor capacidad de memoria, atención, procesamiento de la información, aprendizaje y consciencia de uno mismo.

Por todo lo expuesto anteriormente, os recomiendo la lectura del libro "El Cerebro de Buda. La neurociencia de la felicidad, el amor y la sabiduría" del psicólogo Rick Hanson y el neurólogo Richard Mendius y la práctica de la meditación diaria para comenzar a sentir sus efectos positivos en el cerebro y en vuestra vida y alcanzar el bienestar físico y emocional tan deseado. También os recomiendo la visualización del documental llamado "La revolución altruista", dirigido por Sylvie Gilman y Thierry Vincent de Lestrade (disponible en Netflix), donde podemos ver al mismo Ricard y Richard Davidson dando testimonio de los resultados del experimento realizado y de lo urgente de promover la práctica de la meditación como una de las medidas necesarias para alcanzar uno de los objetivos clave de nuestro desarrollo educativo, el interponer un paso evolutivo no automático entre los objetos causativos y las respuestas emocionales. Al hacerlo, modelamos nuestras respuestas emocionales naturales y las adaptamos a los requerimientos de una cultura determinada (Damasio, 2003).

Por consiguiente, no debemos obviar que el modo en que el cerebro se adapta al ambiente es un proceso de desarrollo, el cual también se puede considerar una forma de reprogramación que conlleva múltiples beneficios.

El papel de las funciones ejecutivas en la sociedad

Las funciones ejecutivas del cerebro humano son un conjunto de funciones directivas que incluyen aspectos muy variados de la programación y ejecución de las actividades cerebrales, son el cerebro de nuestros cerebros (Lopera, 2008).

Pese a que las funciones ejecutivas no dependen exclusivamente del córtex prefrontal, esta región desempeña un papel crucial en el funcionamiento ejecutivo. El córtex prefrontal se divide anatómicamente en tres grandes regiones: el córtex prefrontal dorsolateral, el córtex prefrontal orbital (córtex prefrontal ventromedial y córtex orbitofrontal lateral) y el córtex cingular anterior. Además, funcionalmente se distinguen tres circuitos que conectan áreas prefrontales con estructuras subcorticales: el circuito prefrontal dorsolateral, el circuito orbitolateral y el circuito prefrontal medial o cingulado anterior (Campabadal et al., 2016). En otro post ampliaré la información sobre las funciones de cada una de las áreas cerebrales mencionadas.

Dentro de las funciones ejecutivas encontramos distintos procesos fundamentales para nuestro día a día y para evaluar el comportamiento necesario para adaptarnos eficazmente al entorno y para alcanzar nuestros objetivos y metas como la memoria de trabajo, el razonamiento, la planificación, la flexibilidad cognitiva, la toma de decisiones, la inhibición, entre otras muchas (Bauermeister, 2008).

En este sentido, Facundo Manes, neurocientífico argentino, afirma en su charla "Lo que nos hace humanos: secretos del lóbulo frontal" (TEDx Talks, 2012) que las relaciones con los otros son fundamentales y que “no debemos considerar el cerebro aislado, sino en interacción con otros cerebros”, ya que “el cerebro humano es un órgano social”. En adición, también afirma que “parte de la complejidad de nuestro cerebro humano se explica por la complejidad social que nuestra especie ha alcanzado”.

Concretamente, el papel de las funciones ejecutivas en la sociedad es fundamental dado que:

• Para interactuar unos con otros debemos estar continuamente activando las diferentes memorias (ya sea para no repetir palabras en nuestro discurso, recuperar las reglas cognitivas y sociales que hemos aprendido de niños y que nos permiten interactuar positivamente en la sociedad, etc.).

• El lenguaje es esencial para la interacción social (fluidez verbal).

• Permiten tomar decisiones correctas en un contexto social (para no padecer “miopía del futuro”, debido a que pacientes con lesiones del córtex orbitofrontal seleccionan cursos de acción asociados a recompensas inmediatas, incluso cuando estos conllevan la aparición de consecuencias negativas para el futuro) (Bechara, Damasio, & Damasio, 2000).

• Inhibir inputs internos y externos que puedan interferir en la conducta, discurso o en la cognición en general como impulsos y conductas instintivas; habilidad cognitiva que forma parte de las funciones ejecutivas (control inhibitorio).

• Permiten adaptarnos al contexto y solucionar conflictos sociales y problemas interpersonales (flexibilidad cognitiva y conductual).

• La motivación y la planificación para canalizar la emoción son indispensables para lograr metas/objetivos a corto o a largo plazo en nuestra sociedad.

• La sociedad cada vez nos exige que hagamos más y más tareas a la vez (branching).

Asimismo, la cognición social requiere de un modelo mental del sujeto (autoconocimiento) que le permita identificar su papel particular dentro de un contexto familiar, laboral y social (pilares que construyen hoy día nuestra sociedad) de forma que pueda estimar, regular y planear cómo puede satisfacer sus intereses en un ambiente social cada vez más complejo (Shammi & Stuss, 1999; citado en Flores, 2008). De hecho, las demandas de la sociedad cambiante en la que vivimos exigen que ajustemos constantemente el pensamiento adquirido en situaciones antiguas a las nuevas situaciones y, por ende, exigen que seamos cognitivamente flexibles.

Por todo lo expuesto anteriormente, se concluye que a diferencia de la mayoría de las funciones neuropsicológicas, las disfunciones ejecutivas, por muy leves que estas sean, tienen un gran impacto en las actividades de la vida diaria y en la interacción con los demás y, por consiguiente, en nuestra sociedad, puesto que como diría Goldberg (2001), las funciones ejecutivas son el “director de orquesta” de ese “cerebro social” descrito por Facundo Manes en su charla "Lo que nos hace humanos: secretos del lóbulo frontal" (TEDx Talks, 2012).

A modo de apunte, para aquellos de vosotros que os interesen los secretos del lóbulo frontal, las regiones medial y cingular, sobre todo el cíngulo anterior, se han relacionado con la motivación dirigida hacia una acción, con la actividad exploratoria y la iniciativa para dirigir la atención. Además, el cingulado anterior parece implicado en la monitorización de la conducta y en la corrección de los errores (por lo que se ha relacionado con las tareas de tipo paradigma Stroop) y, en estudios con neuroimágenes funcionales, el cíngulo se activa en la supervisión atencional de estímulos nuevos. De ahí la importancia del lóbulo frontal, ya que no solo nos humaniza, sino que, como bien subraya Facundo Manes al inicio de su charla, permite al cerebro humano superar a una máquina a la hora de aterrizar un avión en las condiciones que lo hizo el Capitán Sully, ya que tomó la iniciativa, hizo lo correcto en el momento adecuado y se adaptó a los elementos que tenía que enfrentar, gracias a que las funciones ejecutivas son un conjunto de procesos cognitivos que actúan en aras de la resolución de situaciones novedosas para las que no tenemos un plan previo de resolución (Campabadal et al., 2016).