¿Qué pasa en el cerebro cuando soñamos despiertos?

El sueño y dormir, son dos aspectos que a los científicos especializados en el cerebro les interesa mucho. Por ejemplo, aún no hemos descubierto exactamente por qué dormimos. Sabemos el para qué (el descanso y la recuperación de redes neuronales) pero el porqué necesitamos dormir es algo que aún se nos escapa. Y, en este sentido, también tenemos otro misterio para las neurociencias: ¿qué le pasa al cerebro cuando soñamos despiertos?

Ahora, un estudio en ratones, publicado en Nature, nos ha acercado un paso más a resolver este enigma. Un equipo de científicos de Harvard, liderado por Mark Andermann y Nghia Nguyen ha rastreado la actividad de las neuronas en la corteza visual del cerebro de ratones mientras los animales permanecían en un estado de vigilia tranquilo.

Gracias a ello descubrieron que ocasionalmente estas neuronas se activaban en un patrón similar al que se produce cuando un ratón miraba una imagen real, lo que sugería que el ratón estaba pensando (o soñando despierto) sobre la imagen. Además, los patrones de actividad durante las primeras ensoñaciones del día de un ratón predijeron cómo la respuesta del cerebro a la imagen cambiaría con el tiempo.

La investigación proporciona evidencia interesante, aunque preliminar, de que soñar despierto puede moldear la respuesta futura del cerebro a lo que ve. Esta relación causal debe confirmarse en futuras investigaciones, advierten los autores, pero los resultados ofrecen una pista intrigante de que soñar despiertos durante la vigilia puede desempeñar un papel en la plasticidad cerebral: la capacidad del cerebro para remodelarse a sí mismo en respuesta a nuevas experiencias.

"Queríamos saber cómo se producía este proceso de ensoñación a nivel neurobiológico, y si estos momentos de reflexión tranquila podrían ser importantes para el aprendizaje y la memoria – señaló Nguyen -. Cuando vemos dos imágenes diferentes muchas veces, resulta importante discriminarlas. Nuestros hallazgos sugieren que soñar despierto puede guiar este proceso al diferenciar los patrones neuronales asociados con las dos imágenes”.

Para llegar a estas conclusiones, los autores mostraron repetidamente a los ratones una de dos imágenes, cada una de las cuales consistía en un patrón de tablero de ajedrez diferente de cuadrados grises y moteados en blanco y negro. Entre imágenes, los ratones pasaron un minuto mirando una pantalla gris. El equipo registró simultáneamente la actividad de unas 7.000 neuronas de la corteza visual.

Los investigadores descubrieron que cuando un ratón miraba una imagen, las neuronas se activaban en un patrón específico, y los patrones eran lo suficientemente diferentes como para distinguir la imagen uno de la imagen dos. Más importante aún, cuando un ratón miraba la pantalla gris entre imágenes, las neuronas a veces se activaban con un patrón similar, pero no idéntico, al que mostraba cuando el ratón miraba la imagen, una señal de que estaba soñando despierto con la imagen. Estos sueños ocurrían solo cuando los ratones estaban relajados, algo que se puede saber gracias a su comportamiento tranquilo y las pupilas pequeñas.

Como era de esperar, los ratones soñaron más con la imagen más reciente, y soñaron más al principio del día que al final, cuando ya habían visto cada imagen docenas de veces. Pero lo que los investigadores encontraron a continuación fue completamente inesperado.

A lo largo del día, y a lo largo de los días, los patrones de actividad observados cuando los ratones miraban las imágenes cambiaron, lo que los neurocientíficos llaman "deriva representacional". Sin embargo, esta deriva no fue aleatoria. Con el tiempo, los patrones asociados con las imágenes se volvieron aún más diferentes entre sí, hasta que cada uno involucró un conjunto de neuronas casi completamente separado. En particular, el patrón visto durante las primeras ensoñaciones de un ratón sobre una imagen predijo en qué se convertiría el patrón cuando el ratón mirara la imagen más tarde.

No solo diferenciamos una imagen de otra a partir de “soñar despiertos” también la consolidamos en la memoria: el equipo de Andermann y Nguyen descubrió también que los procesos en la corteza visual ocurrían al mismo tiempo que se producía la actividad de repetición en el hipocampo, lo que sugiere que las dos regiones del cerebro se comunicaban durante estos sueños y lo hacen con la memoria.