Sueño y aprendizaje

Diversas hipótesis explican las posibles conexiones entre el sueño y el aprendizaje en los seres humanos . Las investigaciones indican que el sueño no solo permite que el cerebro descanse, sino que también puede contribuir a la consolidación de la memoria a largo plazo.

El sueño REM y el sueño de ondas lentas desempeñan funciones diferentes en la consolidación de la memoria . El sueño REM se asocia con la consolidación de recuerdos no declarativos (implícitos). Un ejemplo de recuerdo no declarativo sería una tarea que podemos realizar sin pensar conscientemente en ella, como andar en bicicleta. El sueño de ondas lentas, o sueño no REM (NREM), consolida los recuerdos declarativos (explícitos). Estos son hechos que deben recordarse conscientemente, como las fechas de una clase de historia. ^{[ 1 ]}

Los dichos populares pueden reflejar la noción de que los recuerdos remodelados producen nuevas asociaciones creativas por la mañana, y que el rendimiento a menudo mejora después de un intervalo de tiempo que incluye el sueño. ^{[ 2 ]} Estudios actuales demuestran que un sueño saludable produce un aumento significativo del rendimiento dependiente del aprendizaje . ^{[ 3 ] [ 4 ]} La idea es que el sueño ayuda al cerebro a editar su memoria, buscando patrones importantes y extrayendo reglas generales que podrían describirse como "la esencia", e integrándolas con la memoria existente. ^{[ 5 ]} La hipótesis de "escalamiento sináptico" sugiere que el sueño juega un papel importante en la regulación del aprendizaje que ha tenido lugar durante la vigilia, permitiendo un almacenamiento más eficiente y efectivo en el cerebro, haciendo un mejor uso del espacio y la energía. ^{[ 6 ]}

Un sueño saludable debe incluir la secuencia y proporción adecuadas de fases NREM y REM , que desempeñan diferentes funciones en el proceso de consolidación y optimización de la memoria. Durante una noche normal de sueño, una persona alternará entre períodos de sueño NREM y REM. Cada ciclo dura aproximadamente 90 minutos, con un episodio de sueño REM de 20 a 30 minutos. ^{[ 7 ]} El sueño NREM comprende las etapas 1 a 4, y es donde se puede observar movimiento. Una persona puede mover su cuerpo durante el sueño NREM. Si alguien que duerme se da la vuelta, se revuelve o se gira, esto indica que está en la fase NREM. El sueño REM se caracteriza por la falta de actividad muscular. Estudios fisiológicos han demostrado que, aparte de algún espasmo ocasional, una persona se paraliza durante el sueño REM. ^{[ 7 ]} En el aprendizaje de habilidades motoras , un intervalo de sueño puede ser fundamental para la expresión de las mejoras en el rendimiento; sin sueño, estas mejoras se retrasarán. ^{[ 8 ]}

Las memorias procedimentales son una forma de memoria no declarativa, por lo que se beneficiarían más del sueño REM de ondas rápidas. ^{[ 7 ]} En un estudio, ^{[ 9 ]} se ha demostrado que las memorias procedimentales se benefician del sueño. ^{[ 10 ]} Los sujetos fueron evaluados mediante una tarea de golpeteo, donde usaron sus dedos para golpear una secuencia específica de números en un teclado, y su desempeño fue medido por precisión y velocidad. Esta tarea de golpeteo de dedos se utilizó para simular el aprendizaje de una habilidad motora. El primer grupo fue evaluado, reevaluado 12 horas después mientras estaba despierto, y finalmente evaluado otra vez 12 horas después con sueño entre medias. El otro grupo fue evaluado, reevaluado 12 horas después con sueño entre medias, y luego reevaluado 12 horas después mientras estaba despierto. Los resultados mostraron que en ambos grupos, hubo solo una ligera mejora después de una sesión de 12 horas despierto, pero un aumento significativo en el desempeño después de que cada grupo durmiera. Este estudio aporta evidencia de que el sueño REM es un factor significativo en la consolidación de la memoria procedimental de habilidades motoras; por lo tanto, la privación del sueño puede afectar el desempeño en una tarea de aprendizaje motor. Este deterioro de la memoria se debe específicamente a la pérdida de la etapa 2 del sueño REM. ^{[ 11 ]}

También se ha demostrado que la memoria declarativa se beneficia del sueño, pero no de la misma manera que la memoria procedimental. Las memorias declarativas se benefician del sueño nREM de ondas lentas. ^{[ 7 ]} Se realizó un estudio ^{[ 12 ] donde los sujetos aprendieron pares de palabras, y los resultados mostraron que el sueño no solo previene el deterioro de la memoria, sino que también fija activamente las memorias declarativas. [ 13 ]} Dos de los grupos aprendieron pares de palabras, luego durmieron o permanecieron despiertos y fueron evaluados nuevamente. Los otros dos grupos hicieron lo mismo, excepto que también aprendieron pares de interferencia justo antes de ser evaluados nuevamente para intentar interrumpir los pares de palabras previamente aprendidos. Los resultados mostraron que el sueño fue de alguna ayuda para retener las asociaciones de pares de palabras, mientras que contra el par de interferencia, el sueño ayudó significativamente .

Tras dormir, aumenta la capacidad de discernimiento. Esto se debe a que el sueño ayuda a reanalizar los recuerdos. Se ha observado que los mismos patrones de actividad cerebral que se producen durante el aprendizaje se repiten durante el sueño, aunque a mayor velocidad. Una forma en que el sueño fortalece la memoria es eliminando las conexiones menos efectivas entre las neuronas. Esta eliminación es esencial para prevenir la hiperactividad. El cerebro compensa el fortalecimiento de algunas sinapsis (conexiones) entre neuronas debilitando otras. Este debilitamiento se produce principalmente durante el sueño, lo que permite fortalecer otras conexiones mientras estamos despiertos. El aprendizaje es un proceso de fortalecimiento de conexiones; por lo tanto, este proceso podría explicar en gran medida los beneficios del sueño para la memoria. ^{[ 14 ]}

Las investigaciones han demostrado que tomar una siesta por la tarde aumenta la capacidad de aprendizaje. Un estudio ^{[ 15 ]} evaluó a dos grupos de sujetos en una tarea de memoria no declarativa. Un grupo tuvo sueño REM y el otro no (es decir, tuvo sueño NREM). Los investigadores encontraron que los sujetos que solo tuvieron sueño NREM no mostraron mucha mejoría. Los sujetos que tuvieron sueño REM obtuvieron resultados significativamente mejores, lo que indica que el sueño REM facilitó la consolidación de las memorias no declarativas. ^{[ 7 ]} Un estudio más reciente ^{[ 16 ]} demostró que una tarea procedimental se aprendía y retenía mejor si se realizaba inmediatamente antes de dormir, mientras que una tarea declarativa se aprendía mejor por la tarde. ^{[ 6 ]}

Un estudio de 2009 ^{[ 17 ]} , basado en registros electrofisiológicos de grandes conjuntos de células aisladas en la corteza prefrontal de ratas, reveló que los conjuntos celulares formados durante el aprendizaje se activaban preferentemente durante los episodios de sueño subsiguientes. Más específicamente, estos eventos de reactivación eran más prominentes durante el sueño de ondas lentas y coincidían con eventos de reactivación hipocampal. Este estudio ha demostrado que los patrones neuronales en grandes redes cerebrales se marcan durante el aprendizaje, de modo que se reactivan y, supuestamente, se consolidan durante el sueño subsiguiente. Otros estudios han mostrado una reactivación similar del patrón de aprendizaje durante el desarrollo de habilidades motoras y el aprendizaje neuroprotésico. ^{[ 18 ] [ 19 ]} Cabe destacar que nuevas evidencias muestran que la reactivación y el reescalamiento pueden ocurrir simultáneamente durante el sueño. ^{[ 20 ]}

El sueño se ha relacionado directamente con las calificaciones de los estudiantes. Uno de cada cuatro estudiantes de secundaria en Estados Unidos admite quedarse dormido en clase al menos una vez por semana. ^{[ 21 ]} En consecuencia, los resultados han demostrado que quienes duermen menos obtienen peores resultados. En Estados Unidos , la privación del sueño es común entre los estudiantes porque casi todas las escuelas comienzan temprano por la mañana y muchos de estos estudiantes optan por permanecer despiertos hasta tarde o no pueden hacerlo debido al síndrome de fase de sueño retrasada . ^{[ 22 ]} Como resultado, los estudiantes que deberían dormir entre 8,5 y 9,25 horas duermen solo 7 horas. ^{[ 23 ]} Quizás debido a esta privación del sueño, sus calificaciones son más bajas y su concentración se ve afectada. ^{[ 24 ]}

Las investigaciones muestran que las diferentes modalidades de aprendizaje remoto afectan significativamente la percepción que tienen los estudiantes de enfermería sobre la calidad de su sueño. ^{[ 25 ] [ 26 ]} Durante la pandemia de COVID-19, un estudio encontró que los estudiantes que participaban en el aprendizaje asincrónico reportaron una mejor calidad de sueño en comparación con aquellos en entornos de aprendizaje híbrido o presencial. ^{[ 26 ]} Más de la mitad de los estudiantes de enfermería encuestados reportaron dormir menos de las 7 horas recomendadas por noche; sin embargo, los estudiantes que reportaron dormir más horas también reportaron una mejor calidad de sueño. ^{[ 26 ]}

Dado el impacto significativo de la privación del sueño en el rendimiento académico y los diferentes patrones de sueño observados en los estudiantes, las instituciones educativas han comenzado a reconsiderar los horarios de inicio. Por ejemplo, una escuela en Nueva Zelanda cambió su hora de inicio a las 10:30  a. m. en 2006, para permitir que los estudiantes mantuvieran un horario que les permitiera dormir más. En 2009, la escuela secundaria Monkseaton, en North Tyneside , tenía 800 alumnos de entre 13 y 19 años que comenzaban las clases a las 10  a. m. en lugar de las 9 a. m. habituales y reportó que la ausencia general disminuyó en un 8 % y la ausencia  persistente en un 27 %. ^{[ 27 ]} En 2024, unas 20 escuelas en Dinamarca retrasaron sus horarios de inicio y se obtuvieron resultados positivos. ^{[ 28 ]}

Los estudiantes universitarios representan uno de los segmentos de la población con mayor privación de sueño. Solo el 11 % de los estudiantes universitarios estadounidenses duermen bien, y el 40 % se sienten bien descansados ​​solo dos días a la semana. Alrededor del 73 % ha experimentado al menos algunos problemas de sueño ocasionales. Se cree que esta falta de sueño tiene un impacto grave en su capacidad para aprender y recordar información, ya que el cerebro se ve privado del tiempo que necesita para consolidar la información, lo cual es esencial para el proceso de aprendizaje. ^{[ 29 ]}

El sueño también se ha relacionado directamente con el rendimiento en el lugar de trabajo. Las diferentes etapas del sueño también pueden desempeñar un papel en las estrategias de aprendizaje y, como resultado, en el rendimiento cognitivo. De hecho, un estudio de investigación examinó a un grupo de sesenta y siete adultos sanos (de 18 a 39 años) y descubrió que, mediante la implementación de métodos de aprendizaje basados ​​en modelos y aprendizaje sin modelos basados ​​en recompensas, el aprendizaje basado en modelos mejoraba más con mayores cantidades de sueño REM ^{[ 30 ]} .

El aprendizaje basado en modelos se refiere a una mentalidad más compleja que requiere planificación anticipada, mientras que el aprendizaje sin modelos describe un comportamiento basado en la repetición ^{[ 31 ]} . En el caso de este estudio, el aprendizaje basado en modelos mejoró con un mayor número de horas de sueño REM, lo que permitió realizar tareas cognitivas más complejas. En general, este estudio demuestra la eficacia del sueño REM, e incluso su posible necesidad en entornos profesionales.

De hecho, el rendimiento en entornos laborales más complejos puede verse afectado por la restricción del sueño. Además, otro estudio examinó estudios publicados que evaluaron a personas con alto rendimiento cognitivo (PAC), como atletas y pilotos, y encontró que la restricción del sueño (RS) afectaba negativamente las tareas de baja relevancia y que las tareas más complejas se mantenían ^{[ 32 ]} . Este estudio respalda aún más la idea de que la restricción del sueño altera los niveles de rendimiento hasta cierto punto, lo que puede representar ciertas amenazas para tareas específicas de alta relevancia.

En general, ambos estudios demuestran cómo la falta de sueño adecuado puede afectar negativamente el rendimiento laboral y el aprendizaje. El sueño, en su conjunto, influye en la capacidad de una persona para desempeñarse en su vida diaria, tanto en la escuela como en el trabajo.

• "Un estudio nos acerca un paso más a la comprensión de la función del sueño" - de la Facultad de Medicina y Salud Pública de la Universidad de Wisconsin-Madison.
• "Dormir, tal vez aprender" - de la naturaleza
• "Los pájaros podrían perfeccionar sus cantos mientras duermen" - de Science
• "Análisis de estudios que demuestran que dormir bien ayuda a mejorar la memoria y el aprendizaje" - de Science and Nature