Memoria espacial

En psicología cognitiva y neurociencia , la memoria espacial es una forma de memoria responsable del registro y la recuperación de la información necesaria para planificar un recorrido hacia un lugar y recordar la ubicación de un objeto o la ocurrencia de un evento. ^{[ 1 ]} La memoria espacial es necesaria para la orientación en el espacio. ^{[ 2 ] [ 3 ]} La memoria espacial también se puede dividir en memoria espacial egocéntrica y alocéntrica. ^{[ 4 ]} La memoria espacial de una persona es necesaria para orientarse en una ciudad conocida. La memoria espacial de una rata es necesaria para aprender la ubicación de la comida al final de un laberinto . Tanto en humanos como en animales, las memorias espaciales se resumen como un mapa cognitivo . ^{[ 5 ]}

La memoria espacial tiene representaciones en la memoria de trabajo, la memoria a corto plazo y la memoria a largo plazo . Las investigaciones indican que existen áreas específicas del cerebro asociadas con la memoria espacial. ^{[ 6 ]} Se utilizan muchos métodos para medir la memoria espacial en niños, adultos y animales. ^{[ 5 ]}

La memoria a corto plazo (MCP) puede describirse como un sistema que permite almacenar y gestionar temporalmente la información necesaria para completar tareas cognitivas complejas. ^{[ 7 ]} Las tareas que emplean la memoria a corto plazo incluyen el aprendizaje , el razonamiento y la comprensión. ^{[ 7 ]} La ​​memoria espacial es un proceso cognitivo que permite recordar diferentes ubicaciones, así como las relaciones espaciales entre objetos. ^{[ 7 ]} Esto permite recordar dónde se encuentra un objeto en relación con otro; ^{[ 7 ]} por ejemplo, permite a alguien orientarse en una ciudad conocida. Se dice que las memorias espaciales se forman después de que una persona ya ha recopilado y procesado información sensorial sobre su entorno. ^{[ 7 ]}

La memoria de trabajo (MT) puede describirse como un sistema de capacidad limitada que permite almacenar y procesar información temporalmente. ^{[ 8 ]} Este almacenamiento temporal permite completar o trabajar en tareas complejas manteniendo la información en la mente. ^{[ 8 ]} Por ejemplo, la capacidad de resolver un problema matemático complejo utiliza la memoria de trabajo.

Una teoría influyente de la memoria de trabajo (MT) es el modelo multicomponente de Baddeley y Hitch . ^{[ 8 ] [ 9 ]} La versión más reciente de este modelo sugiere que existen cuatro subcomponentes de la MT: el bucle fonológico , el bloc de notas visuoespacial , el ejecutivo central y el búfer episódico . ^{[ 8 ]} Un componente de este modelo, el bloc de notas visuoespacial, probablemente sea responsable del almacenamiento temporal, el mantenimiento y la manipulación de la información visual y espacial. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

En contraste con el modelo multicomponente, algunos investigadores creen que la MTC debería considerarse un constructo unitario. ^{[ 9 ]} En este sentido, se piensa que la información visual, espacial y verbal se organiza por niveles de representación en lugar del tipo de almacén al que pertenece. ^{[ 9 ]} Dentro de la literatura, se sugiere que se explore más investigación sobre la fragmentación de la MTC y la WM. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Sin embargo, gran parte de la investigación sobre el constructo de memoria visoespacial se ha llevado a cabo de acuerdo con el paradigma propuesto por Baddeley y Hitch. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

La recuperación de la memoria espacial se basa en una estructura jerárquica . Las personas recuerdan la disposición general de un espacio particular y luego "identifican ubicaciones objetivo" dentro de ese conjunto espacial. ^{[ 14 ]} Este paradigma incluye una escala ordinal de características a las que un individuo debe prestar atención para informar su mapa cognitivo. ^{[ 15 ]} El recuerdo de detalles espaciales es un procedimiento descendente que requiere que un individuo recuerde las características superordinadas de un mapa cognitivo, seguidas de las características ordenadas y subordinadas. Dos características espaciales son prominentes en la navegación de un camino: la disposición general y la orientación de puntos de referencia (Kahana et al., 2006). Las personas no solo son capaces de aprender sobre la disposición espacial de su entorno, sino que también pueden construir rutas novedosas y nuevas relaciones espaciales a través de la inferencia.

Un mapa cognitivo es «un modelo mental de la configuración espacial de los objetos que permite la navegación a lo largo de la ruta óptima entre pares de puntos arbitrarios». ^{[ 16 ]} Este mapa mental se basa en dos pilares fundamentales: la disposición, también conocida como conocimiento de rutas, y la orientación de puntos de referencia. La disposición es potencialmente el primer método de navegación que las personas aprenden a utilizar; su funcionamiento refleja nuestra comprensión más básica del mundo.

Hermer y Spelke (1994) determinaron que cuando los niños pequeños comienzan a caminar, alrededor de los dieciocho meses, se orientan mediante su sentido de la disposición del mundo. McNamara, Hardy y Hirtle identificaron la pertenencia a una región como un componente fundamental del mapa cognitivo de cualquier persona (1989). Específicamente, la pertenencia a una región se define por cualquier tipo de límite, ya sea físico, perceptivo o subjetivo (McNamara et al., 1989). Los límites se encuentran entre las cualidades más básicas y endémicas del mundo que nos rodea. Estos límites no son más que líneas axiales, una característica hacia la cual las personas tienen predisposición al relacionarse con el espacio; por ejemplo, un determinante de la línea axial es la gravedad. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Las líneas axiales ayudan a todos a distribuir nuestras percepciones en regiones. Esta idea de un mundo dividido en parcelas se ve respaldada además por el hallazgo de que los elementos que se recuerdan juntos tienen más probabilidades que no de agruparse también dentro de la misma región del mapa cognitivo más amplio de una persona. ^{[ 15 ]} La agrupación muestra que las personas tienden a agrupar la información según diseños más pequeños dentro de un mapa cognitivo más grande.

Los límites no son los únicos determinantes de la disposición. La agrupación también demuestra otra propiedad importante de la relación con las concepciones espaciales, que es que el recuerdo espacial es un proceso jerárquico. Cuando alguien recuerda un entorno o navega por un terreno, esa persona recuerda implícitamente la disposición general en primer lugar. Luego, debido a la "rica estructura correlacional" del concepto, se activa una serie de asociaciones. ^{[ 14 ]} Finalmente, la cascada de activaciones resultante despertará los detalles particulares que corresponden con la región que se está recordando. Así es como las personas codifican muchas entidades de diferentes niveles ontológicos, como la ubicación de una grapadora; en un escritorio; que está en la oficina.

Solo se puede recordar información de una región a la vez (un cuello de botella). Un cuello de botella en el sistema de navegación cognitiva de una persona podría ser un problema. Por ejemplo, si fuera necesario un desvío repentino en un largo viaje por carretera. La falta de experiencia en un lugar, o simplemente su gran tamaño, puede desorientar la disposición mental de una persona, especialmente en un lugar grande y desconocido con muchos estímulos abrumadores. En estos entornos, las personas aún pueden orientarse y encontrar su camino utilizando puntos de referencia. Esta capacidad de "priorizar objetos y regiones en escenas complejas para su selección (y) reconocimiento" fue denominada por Chun y Jiang en 1998. Los puntos de referencia brindan orientación a las personas al activar "asociaciones aprendidas entre el contexto global y las ubicaciones objetivo". ^{[ 14 ]} Mallot y Gillner (2000) demostraron que los sujetos aprendieron una asociación entre un punto de referencia específico y la dirección de un giro, lo que refuerza la relación entre asociaciones y puntos de referencia. ^{[ 19 ]} Shelton y McNamara (2001) resumieron sucintamente por qué los puntos de referencia, como marcadores, son tan útiles: "la ubicación... no se puede describir sin hacer referencia a la orientación del observador".

Las personas utilizan tanto la disposición de un espacio como la presencia de puntos de referencia para orientarse. Los psicólogos aún no han explicado si la disposición afecta a los puntos de referencia o si estos determinan los límites de la disposición. Por ello, el concepto se ve afectado por la paradoja del huevo y la gallina . McNamara descubrió que los sujetos utilizan «grupos de puntos de referencia como marcos de referencia intrínsecos», lo que complica aún más la cuestión. ^{[ 16 ]}

Las personas perciben los objetos de su entorno en relación con otros objetos en ese mismo entorno. Los puntos de referencia y la disposición espacial son sistemas complementarios para la memoria espacial, pero se desconoce cómo interactúan estos dos sistemas cuando ambos tipos de información están disponibles. En consecuencia, las personas deben hacer ciertas suposiciones sobre la interacción entre los dos sistemas. Por ejemplo, los mapas cognitivos no son "absolutos", sino que, como cualquiera puede atestiguar, se utilizan para proporcionar un valor predeterminado que se modula según las exigencias de la tarea. ^{[ 14 ]} Los psicólogos también creen que los mapas cognitivos se basan en instancias, lo que explica la correspondencia discriminativa con la experiencia pasada. ^{[ 14 ]}

Este campo se ha visto tradicionalmente obstaculizado por variables confusas, como el costo y la posible exposición previa a un entorno experimental. Los avances tecnológicos, incluidos los de la realidad virtual, han facilitado el acceso a los resultados. La realidad virtual ofrece a los experimentadores un control absoluto sobre su entorno de prueba. Se puede manipular cualquier variable, incluso aquellas que serían imposibles en la realidad.

Durante un estudio de 2006, los investigadores diseñaron tres ciudades virtuales diferentes, cada una con su propio "diseño de calles único y un conjunto único de cinco tiendas". ^{[ 16 ]} Sin embargo, la superficie total de los diferentes mapas era exactamente la misma: 80 unidades cuadradas. En este experimento, los participantes tuvieron que realizar dos series de ensayos diferentes.

Un estudio realizado en la Universidad de Maryland comparó el efecto de diferentes niveles de inmersión en el recuerdo de la memoria espacial. ^{[ 20 ]} En el estudio, 40 participantes utilizaron tanto un ordenador de sobremesa tradicional como un dispositivo de visualización montado en la cabeza para ver dos entornos: una ciudad medieval y un palacio ornamentado, donde memorizaron dos conjuntos de 21 rostros presentados como retratos en 3D. Tras ver estos 21 rostros durante 5 minutos, seguidos de un breve periodo de descanso, los rostros en los entornos virtuales fueron reemplazados por números, y los participantes recordaron qué rostro se encontraba en cada ubicación. El estudio reveló que, en promedio, quienes utilizaron el dispositivo de visualización montado en la cabeza recordaron los rostros un 8,8 % más de precisión y con mayor confianza. Los participantes afirman que aprovechar sus sentidos vestibulares y propioceptivos innatos con el dispositivo de visualización montado en la cabeza y mapear aspectos del entorno en relación con su cuerpo, elementos ausentes en el ordenador de sobremesa, fue clave para su éxito.

Conocimientos espaciales

En la literatura, existe evidencia de que los expertos en un campo particular pueden realizar tareas de memoria de acuerdo con sus habilidades a un nivel excepcional. ^{[ 12 ]} El nivel de habilidad que muestran los expertos puede exceder los límites de la capacidad normal tanto de la memoria a corto plazo (MCP) como de la memoria de trabajo (MT). ^{[ 12 ]} Debido a que los expertos poseen una enorme cantidad de conocimiento previo y específico de la tarea, pueden codificar la información de una manera más eficiente. ^{[ 12 ]}

Un estudio interesante que investigó la memoria de los taxistas para las calles de Helsinki , Finlandia , examinó el papel del conocimiento espacial preaprendido. ^{[ 12 ]} Este estudio comparó a expertos con un grupo de control para determinar cómo este conocimiento preaprendido en su dominio de habilidades les permite superar las limitaciones de capacidad de la memoria a corto plazo y la memoria de trabajo. ^{[ 12 ]} El estudio utilizó cuatro niveles de aleatoriedad espacial:

• Orden de ruta – ruta espacialmente continua ^{[ 12 ]}
• Ruta aleatoria: lista espacialmente continua presentada aleatoriamente ^{[ 12 ]}
• Orden del mapa: los nombres de las calles forman una línea recta en el mapa, pero se omiten las calles intermedias ^{[ 12 ].}
• Mapa aleatorio: las calles del mapa se presentan en orden aleatorio ^{[ 12 ].}

Los resultados de este estudio indican que el recuerdo de las calles por parte de los taxistas (expertos) fue mayor tanto en la condición de orden de ruta como en la de orden de mapa que en las dos condiciones aleatorias. ^{[ 12 ]} Esto indica que los expertos pudieron utilizar su conocimiento espacial preaprendido para organizar la información de tal manera que superaron las limitaciones de capacidad de la memoria a corto plazo (MCP) y la memoria de trabajo (MT). ^{[ 12 ]} La estrategia de organización que emplearon los conductores se conoce como agrupamiento . ^{[ 12 ]} Además, los comentarios realizados por los expertos durante el procedimiento apuntan a su uso del conocimiento de la ruta para completar la tarea. ^{[ 12 ]} Para asegurar que, de hecho, estaban codificando información espacial, los investigadores también presentaron listas en orden alfabético y categorías semánticas . ^{[ 12 ]} Sin embargo, los investigadores descubrieron que, de hecho, los expertos estaban agrupando información espacial, lo que les permitió superar las limitaciones tanto de la MCP visoespacial como de la MT. ^{[ 12 ]}

Logie (1995) propuso que el bloc de notas visuoespacial se divide en dos subcomponentes, uno visual y otro espacial. ^{[ 11 ]} Estos son la caché visual y el escriba interno, respectivamente. ^{[ 11 ]} La caché visual es un almacén visual temporal que incluye dimensiones como el color y la forma. ^{[ 11 ]} Por el contrario, el escriba interno es un mecanismo de ensayo para la información visual y es responsable de la información relativa a las secuencias de movimiento. ^{[ 11 ]} Aunque se ha observado una falta general de consenso respecto a esta distinción en la literatura, ^{[ 10 ] [ 23 ] [ 24 ]} existe una creciente cantidad de evidencia de que los dos componentes están separados y cumplen funciones diferentes.

La memoria visual se encarga de retener formas y colores (es decir, qué), mientras que la memoria espacial se encarga de la información sobre ubicaciones y movimiento (es decir, dónde). Esta distinción no siempre es sencilla, ya que parte de la memoria visual implica información espacial y viceversa. Por ejemplo, la memoria de las formas de los objetos suele implicar el mantenimiento de información sobre la disposición espacial de las características que definen el objeto en cuestión. ^{[ 23 ]}

En la práctica, ambos sistemas trabajan juntos en cierta medida, pero se han desarrollado diferentes tareas para resaltar las habilidades únicas involucradas en la memoria visual o espacial. Por ejemplo, la prueba de patrones visuales (VPT) mide la amplitud visual, mientras que la tarea de bloques de Corsi mide la amplitud espacial. Los estudios de correlación de ambas medidas sugieren una separación entre las habilidades visuales y espaciales, debido a la falta de correlación encontrada entre ellas tanto en pacientes sanos como en pacientes con daño cerebral . ^{[ 10 ]}

Se ha encontrado apoyo para la división de los componentes de la memoria visual y espacial a través de experimentos que utilizan el paradigma de doble tarea . Varios estudios han demostrado que la retención de formas o colores visuales (es decir, información visual) se ve afectada por la presentación de imágenes irrelevantes o ruido visual dinámico. Por el contrario, la retención de la ubicación (es decir, información espacial) se ve afectada únicamente por tareas de seguimiento espacial, tareas de golpeteo espacial y movimientos oculares. ^{[ 23 ] [ 24 ]} Por ejemplo, los participantes completaron tanto la tarea de percepción visual (VPT) como la tarea de bloques de Corsi en un experimento de interferencia selectiva. Durante el intervalo de retención de la VPT, el sujeto vio imágenes irrelevantes (por ejemplo, pinturas de vanguardia ). La tarea de interferencia espacial requirió que los participantes siguieran, tocando los estímulos, una disposición de pequeñas clavijas de madera que estaban ocultas detrás de una pantalla. Tanto la amplitud visual como la espacial se acortaron con sus respectivas tareas de interferencia, lo que confirma que la tarea de bloques de Corsi se relaciona principalmente con la memoria de trabajo espacial. ^{[ 10 ]}

Los psicólogos utilizan diversas tareas para medir la memoria espacial en adultos, niños y modelos animales. Estas tareas permiten a los profesionales identificar irregularidades cognitivas en adultos y niños, y a los investigadores administrar distintos tipos de fármacos o provocar lesiones en los participantes, así como medir los efectos resultantes en la memoria espacial.

Laberinto de brazos radiales

El laberinto de brazos radiales , desarrollado por primera vez por Olton y Samuelson en 1976, ^{[ 28 ]} está diseñado para evaluar la memoria espacial de las ratas. Estos laberintos suelen tener una plataforma central y un número variable de brazos ^{[ 29 ]} que se ramifican, con alimento en los extremos. Los brazos generalmente están aislados entre sí de alguna manera, pero no hasta el punto de impedir que se utilicen señales externas como puntos de referencia.

En la mayoría de los casos, la rata se coloca en el centro del laberinto y debe explorar cada ramal individualmente para obtener comida, recordando al mismo tiempo qué ramales ya ha recorrido. El laberinto está diseñado de tal manera que la rata se ve obligada a regresar al centro antes de explorar otro ramal. Generalmente se toman medidas para evitar que la rata utilice su sentido del olfato para orientarse , como colocar comida adicional en el fondo del laberinto.

Las memorias espaciales se forman después de que un animal recopila y procesa información sensorial sobre su entorno (especialmente la visión y la propiocepción ). En general, los mamíferos requieren un hipocampo funcional (particularmente el área CA1) para formar y procesar recuerdos espaciales. Existe cierta evidencia de que la memoria espacial humana está fuertemente ligada al hemisferio derecho del cerebro. ^{[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]}

El aprendizaje espacial requiere receptores NMDA y AMPA , la consolidación requiere receptores NMDA y la recuperación de recuerdos espaciales requiere receptores AMPA. ^{[ 72 ]} En roedores, se ha demostrado que la memoria espacial covaría con el tamaño de una parte de la proyección de fibras musgosas del hipocampo . ^{[ 73 ]}

La función de los receptores NMDA varía según la subregión del hipocampo. Los receptores NMDA son necesarios en la región CA3 del hipocampo cuando se requiere reorganizar la información espacial, mientras que los receptores NMDA en la región CA1 son necesarios para la adquisición y recuperación de la memoria después de un retraso, así como para la formación de los campos de lugar de CA1. ^{[ 74 ]} El bloqueo de los receptores NMDA impide la inducción de la potenciación a largo plazo y perjudica el aprendizaje espacial. ^{[ 75 ]}

La región CA3 del hipocampo desempeña un papel especialmente importante en la codificación y recuperación de la memoria espacial. La CA3 está inervada por dos vías aferentes conocidas como la vía perforante (PPCA3) y las fibras musgosas (MF) mediadas por el giro dentado (DG). La primera vía se considera la vía índice de recuperación, mientras que la segunda se encarga de la codificación. ^{[ 76 ]}

La tecnología del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) ha revolucionado la forma en que las personas se orientan y exploran el entorno. El GPS se ha convertido en una herramienta esencial en la vida cotidiana, ya que proporciona información en tiempo real sobre la ubicación y las indicaciones necesarias para llegar a un destino. Sin embargo, algunos investigadores han expresado su preocupación por el impacto del uso del GPS en el aprendizaje y la memoria espacial.

El aprendizaje espacial se refiere a la capacidad de percibir, recordar y utilizar la información espacial adquirida en el entorno. La memoria , por otro lado, implica la capacidad de almacenar y recuperar información sobre el mundo que nos rodea. Tanto el aprendizaje espacial como la memoria son cruciales para navegar y explorar el entorno de manera efectiva.

Se ha demostrado que el uso del GPS tiene efectos tanto positivos como negativos en el aprendizaje y la memoria espacial. Las investigaciones han demostrado que las personas que dependen del GPS para la navegación tienen menos probabilidades de desarrollar y utilizar mapas mentales y les resulta más difícil recordar detalles sobre el entorno, ya que el uso del GPS puede provocar un deterioro de estas habilidades con el tiempo. ^{[ 89 ]} Además, los usuarios de GPS tienden a depender más de la tecnología que de sus propias capacidades cognitivas , lo que conlleva una pérdida de confianza en sus habilidades de navegación. ^{[ 90 ]}

Sin embargo, esta pérdida de confianza en las propias habilidades se contrarresta con el conocimiento de que perderse ya no es un problema, gracias a las funciones GPS de los teléfonos, lo que a su vez restablece la confianza en la capacidad de orientación . Algunos resultados beneficiosos atribuidos a la asistencia GPS son una navegación más eficiente y precisa, junto con una reducción significativa de la carga cognitiva requerida para la navegación. Cuando las personas usan dispositivos GPS, no tienen que preocuparse por recordar la ruta, prestar atención a los puntos de referencia o consultar mapas constantemente . Esto puede liberar recursos cognitivos para otras tareas, como el procesamiento de información y el aprendizaje, lo que conduce a un mejor desempeño en dichas tareas y mayores niveles de concentración y enfoque. ^{[ 91 ]}

Para compensar los problemas derivados del uso del GPS, se han realizado numerosas investigaciones que proponen formas alternativas de navegación GPS o adiciones a las formas existentes que han demostrado mejorar el aprendizaje espacial. Un estudio de 2021 implementó un sistema de audio espacial 3D similar a una brújula auditiva, donde los usuarios son dirigidos hacia su destino sin indicaciones explícitas. En lugar de ser guiados pasivamente mediante indicaciones verbales, se anima a los usuarios a tomar un papel activo en su propia navegación espacial. Esto condujo a mapas cognitivos del espacio más precisos, una mejora que se demostró cuando los participantes del estudio dibujaron mapas precisos después de realizar una tarea de búsqueda del tesoro . ^{[ 92 ]} Otro estudio sugirió resaltar características locales como puntos de referencia , a lo largo de la ruta y en los puntos de decisión ; o resaltar características estructurales que proporcionan orientación global (no los detalles sobre la ruta tomada por los participantes del estudio, sino puntos de referencia del área más amplia que la rodea). El estudio demostró que acentuar las características locales en los mapas de orientación (GPS) apoya la adquisición del conocimiento de la ruta, que se midió con una tarea de señalamiento y recuerdo de características globales. ^{[ 93 ]}

Asimismo, en personas ciegas y con discapacidad visual, el uso del GPS ofrece ventajas en el aprendizaje espacial y la memoria. Estas personas suelen necesitar obtener información sobre ubicaciones con antelación y practicar una ruta específica con la ayuda de un familiar, amigo o instructor especializado antes de recorrerla de forma independiente. El GPS les proporciona información útil, lo que les permite ser más independientes y tener mayor confianza al desplazarse a su destino.

Otro artículo de investigación afirma que un GPS puede ser útil para pacientes con demencia . En un estudio realizado en 2014, se administraron tres pruebas de conducción a conductores con enfermedad de Alzheimer (EA) leve a muy leve, utilizando diferentes configuraciones de GPS (normal, solo visual y solo auditiva). Los participantes debían realizar diversas tareas de conducción en un simulador siguiendo las instrucciones del GPS. Este estudio reveló que el uso de instrucciones auditivas simples, sin la información visual del GPS, podría ayudar a las personas con EA leve a mejorar su capacidad de conducción y llegar a su destino, confirmando así que el uso del GPS reduce la carga cognitiva. ^{[ 94 ]}

Dado que el uso del GPS ayudaría a los pacientes a orientarse, les permitiría mantenerse seguros en público, recuperar su sentido de autosuficiencia y evitar que se extravíen. En general, la evidencia es más sólida con respecto al uso de tecnologías GPS para prevenir daños y promover el bienestar . ^{[ 95 ]}

El impacto del uso del GPS en el aprendizaje y la memoria espacial aún no se comprende del todo, y se necesita más investigación para explorar los efectos a largo plazo del uso del GPS en estos procesos cognitivos.

El trastorno de aprendizaje no verbal (TANV) se caracteriza por habilidades verbales normales pero habilidades visoespaciales deterioradas. Las áreas problemáticas para los niños con trastorno de aprendizaje no verbal incluyen aritmética, geometría y ciencias. Las deficiencias en la memoria espacial están relacionadas con el trastorno de aprendizaje no verbal y otras dificultades de aprendizaje. ^{[ 96 ]}

Los problemas aritméticos verbales consisten en un texto escrito que contiene un conjunto de datos seguido de una o más preguntas y requieren el uso de las cuatro operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación o división). ^{[ 24 ]} Los investigadores sugieren que la resolución exitosa de problemas aritméticos verbales implica la memoria de trabajo espacial (que participa en la construcción de representaciones esquemáticas), lo que facilita la creación de relaciones espaciales entre objetos. Crear relaciones espaciales entre objetos es una parte importante de la resolución de problemas verbales porque se requieren operaciones y transformaciones mentales. ^{[ 24 ]}

Los investigadores estudiaron el papel de la memoria espacial y la memoria visual en la capacidad para resolver problemas aritméticos verbales. Los niños participantes completaron la tarea de bloques de Corsi (series hacia adelante y hacia atrás) y una tarea de matriz espacial, así como una tarea de memoria visual denominada prueba de reconocimiento de casas. Los niños con dificultades para resolver problemas mostraron un rendimiento deficiente en las tareas de bloques de Corsi y la tarea de matriz espacial, pero obtuvieron resultados normales en la prueba de reconocimiento de casas en comparación con los niños con un rendimiento normal. El experimento demostró que las dificultades para resolver problemas están relacionadas específicamente con un procesamiento deficiente de la información espacial. ^{[ 24 ]}

Se ha descubierto que el sueño beneficia la memoria espacial, al mejorar la consolidación de la memoria dependiente del hipocampo , ^{[ 97 ]} elevando diferentes vías que son responsables de la fuerza sináptica, controlan la transcripción génica relacionada con la plasticidad y la traducción de proteínas (Dominique Piber, 2021). ^{[ 98 ]} Las áreas del hipocampo activadas en el aprendizaje de rutas se reactivan durante el sueño posterior ( sueño NREM en particular). Un estudio demostró que el grado real de reactivación durante el sueño se correlacionó con la mejora en la recuperación de la ruta y, por lo tanto, el rendimiento de la memoria al día siguiente. ^{[ 99 ]} El estudio estableció la idea de que el sueño mejora el proceso de consolidación a nivel de sistemas que, en consecuencia, mejora el rendimiento conductual. Un período de vigilia no tiene efecto en la estabilización de las huellas de memoria, en comparación con un período de sueño. Dormir después de la primera noche posterior al entrenamiento, es decir, en la segunda noche, no beneficia más la consolidación de la memoria espacial. Por lo tanto, dormir en la primera noche posterior al entrenamiento, por ejemplo, después de aprender una ruta, es lo más importante. ^{[ 97 ]}

Además, se ha demostrado que el sueño nocturno temprano y tardío tiene efectos diferentes en la memoria espacial. Se supone que la fase N3 del sueño NREM, también conocida como sueño de ondas lentas (SOL), tiene un papel fundamental en la creación de la memoria espacial dependiente del sueño en los seres humanos. En particular, en el estudio realizado por Plihal y Born (1999), ^{[ 100 ]} el rendimiento en las tareas de rotación mental fue mayor entre los participantes que tuvieron intervalos de sueño tempranos (23:00-02:00) después de aprender la tarea, en comparación con aquellos que tuvieron intervalos de sueño tardíos (03:00-06:00). Estos resultados sugieren que el sueño temprano, rico en SOL, tiene ciertos beneficios para la formación de la memoria espacial. Cuando los investigadores examinaron si el sueño temprano tendría tal impacto en la tarea de priming de raíces de palabras (tarea verbal), los resultados fueron opuestos. Esto no fue sorprendente para los investigadores, ya que las tareas de priming se basan principalmente en la memoria procedimental y, por lo tanto, benefician más al sueño de retención tardío (dominado por el sueño REM ) que al temprano. ^{[ 100 ]}

La privación del sueño y el sueño también han sido objeto de investigación. La privación del sueño dificulta la mejora del rendimiento de la memoria debido a una interrupción activa de la consolidación de la memoria espacial. ^{[ 97 ]} Como resultado, la memoria espacial se ve mejorada por un período de sueño. Resultados similares fueron confirmados por otro estudio que examinó el impacto de la privación total del sueño (PTS) en la memoria espacial de ratas (Guan et al., 2004). ^{[ 101 ]} En el primer experimento realizado, las ratas fueron entrenadas en el laberinto acuático de Morris durante 12 ensayos en 6 horas para encontrar una plataforma oculta (transparente y no visible en el agua) utilizando señales espaciales en el entorno. En cada ensayo, comenzaron desde un punto diferente y se les permitió nadar durante un máximo de 120 s para llegar a la plataforma. Después de la fase de aprendizaje, se les dio un ensayo de prueba para evaluar la memoria espacial (después de 24 h). En este ensayo, la plataforma oculta fue retirada del laberinto y el tiempo que los animales pasaron en el área objetivo (que antes estaba ocupada por la plataforma oculta) fue una medida de la persistencia de la memoria espacial. Las ratas de control, que tuvieron sueño espontáneo, pasaron significativamente más tiempo en el cuadrante objetivo en comparación con las que sufrieron privación total de sueño. En cuanto al aprendizaje espacial, que se indica mediante la latencia para encontrar la plataforma oculta, no hubo diferencias. Tanto para las ratas de control como para las privadas de sueño, el tiempo necesario para encontrar una plataforma disminuía con cada nuevo ensayo. ^{[ 101 ]}

En el segundo experimento, las ratas fueron entrenadas para nadar hacia una plataforma visible cuya ubicación cambiaba en cada ensayo. En cada nuevo ensayo, las ratas comenzaban desde el lado opuesto de la plataforma. Tras el entrenamiento en un solo ensayo, se evaluó su memoria 24 horas después. La plataforma seguía en el laberinto. La distancia y el tiempo que tardaron en nadar hasta la plataforma visible se consideraron medidas de memoria no espacial. No se encontraron diferencias significativas entre las ratas privadas de sueño y las ratas control. De manera similar, en términos de aprendizaje espacial, indicado por la latencia para alcanzar la plataforma visible, no hubo diferencias significativas. La privación total de sueño no afecta el aprendizaje ni la memoria no espacial. ^{[ 101 ]}

En referencia a los efectos de la privación del sueño en los humanos, Dominique Piber (2021) ^{[ 98 ]} presentó en su revisión de la literatura las observaciones clínicas que muestran que las personas con trastornos graves del sueño frecuentemente tienen anomalías en la memoria espacial. Como se observa en los estudios de ambos, los pacientes con insomnio que sufren un trastorno del sueño que se caracteriza por un sueño interrumpido y no reparador y déficits en el rendimiento cognitivo durante el día, están documentados para tener un rendimiento negativo en una tarea espacial, en comparación con los participantes sanos (Li et al., 2016; ^{[ 102 ]} Chen et al., 2016; ^{[ 103 ]} Khassawneh et al., 2018; ^{[ 104 ]} He et al., 2021 ^{[ 105 ]} ).

Asimismo, soñar desempeña un papel importante en la memoria espacial. Un estudio realizado por Wamsley y Stickgold (2019) ^{[ 106 ]} demostró que los participantes que incorporan una experiencia de aprendizaje reciente en el contenido de sus sueños nocturnos muestran una mejora en su rendimiento durante la noche. Esto respalda la hipótesis de que soñar refleja el procesamiento de la memoria en el cerebro dormido. Además, según los autores, una de las explicaciones es que los sueños relacionados con laberintos indican que los componentes de la memoria de tareas relevantes para el rendimiento se están reactivando en el cerebro dormido. Adicionalmente, el estudio apoya la idea de que los informes de sueños pueden incluir una tarea de aprendizaje experimental durante todas las etapas del sueño, incluidas las fases REM y NREM. ^{[ 106 ]}

La realidad virtual (RV) también se ha utilizado para estudiar la conexión entre los sueños y la memoria espacial. Ribeiro, Gounden y Quaglino (2021) ^{[ 107 ]} propusieron elementos espacializados en un contexto de RV y descubrieron que, tras una noche completa de sueño en un entorno doméstico, cuando el material estudiado se incorporaba al contenido del sueño, el rendimiento de recuerdo de estos elementos era mejor que el obtenido tras un período de vigilia comparable. ^{[ 107 ]}

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