Investigando cómo el sueño después del entrenamiento puede afectar el aprendizaje de una habilidad motora en personas con lesión cerebral

La memoria procedimental es de vital importancia para la eficacia de la rehabilitación después de una lesión cerebral traumática (TBI). Específicamente, durante la rehabilitación, las personas con TBI deben volver a aprender muchas habilidades motoras asociadas con las actividades de la vida diaria para mejorar los resultados funcionales. La investigación emergente sobre la neuroplasticidad después del daño cerebral está comenzando a aumentar nuestra comprensión de los principios del aprendizaje motor y cómo interactúan con el entrenamiento que se lleva a cabo en la neurorrehabilitación.

Existe una sólida evidencia que muestra la importancia del sueño en el aprendizaje de procedimientos entre individuos sanos. Dentro de este cuerpo de investigación sobre el sueño y el aprendizaje procedimental, existe evidencia sustancial que demuestra la neuroplasticidad dependiente del sueño. Los participantes entrenados en una tarea de aprendizaje motor muestran mejoras durante el período de entrenamiento, como se esperaba. Sin embargo, cuando se vuelve a realizar la prueba después de un período de sueño, el rendimiento es significativamente mejor que cuando se vuelve a realizar la prueba después de un período equivalente de tiempo despierto. La mejora real de una habilidad motora aprendida en ausencia de pruebas de práctica adicionales sugiere que se puede disminuir el tiempo necesario para aprender una habilidad motora incorporando una siesta durante el día después de un período de entrenamiento. Las implicaciones de estos hallazgos pueden ser innovadoras cuando se aplican a la rehabilitación de lesiones cerebrales donde el aprendizaje motor puede ser un enfoque importante de las terapias físicas y ocupacionales. Existe evidencia de un impacto positivo del sueño en la memoria procedimental y el progreso de la rehabilitación entre las personas mayores después de un accidente cerebrovascular, y los investigadores tienen datos piloto que muestran un efecto positivo sustancial de una siesta posterior al entrenamiento en el aprendizaje motor en una muestra de lesiones cerebrales adquiridas. Sin embargo, los mecanismos neuronales involucrados en este proceso después de una lesión cerebral traumática son menos conocidos.

Entre individuos sanos, existen numerosos estudios que examinan biomarcadores neuronales que pueden cuantificar el efecto del sueño en el aprendizaje motor. Los estudios han informado que los cambios en la fisiología del sueño y la activación neuronal después del entrenamiento se correlacionan con el grado de mejora en las pruebas posteriores a la intervención. Los estudios demostraron que, después de una siesta de 60 a 90 minutos, se mejoró la velocidad de rendimiento, y el grado de mejora se asoció con la duración de la etapa 2 del sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM). Esta relación con la etapa 2 del sueño NREM también se ha demostrado después de una siesta de 20 minutos. Además, se ha descubierto que los cambios en la activación neuronal en el cuerpo estriado son más pronunciados cuando los individuos duermen después del entrenamiento que cuando permanecen despiertos. En otro estudio en el que hubo una noche de sueño entre el entrenamiento y la repetición de la prueba, los cambios en la actividad estriatal se correlacionaron con mejoras en el rendimiento en la tarea de aprendizaje motor. Este estudio también mostró evidencia de cambios en el EEG durante el sueño después del período de entrenamiento en la cantidad de actividad del huso del sueño, una forma de onda asociada con la etapa 2 del sueño NREM.

Si bien nuestros hallazgos preliminares muestran evidencia de aprendizaje motor fuera de línea después de una siesta entre personas con lesión cerebral adquirida, falta investigación sobre los mecanismos de acción que impulsan esta respuesta entre personas con TBI. Una mejor comprensión de la neurofisiología y su influencia en la magnitud del efecto es un paso crucial para determinar qué individuos probablemente se beneficiarían de esta intervención conductual.

Objetivo específico 1-Intervención conductual: en una muestra de personas con TBI que viven en la comunidad, demostrar una mayor mejora en una tarea de aprendizaje de secuencia motora después de una siesta durante el día en comparación con un tiempo equivalente despierto y descansando. Este objetivo también explorará las diferencias individuales en términos de demografía y características de las lesiones que contribuyen a la magnitud del efecto.

Hipótesis 1. Los individuos expuestos a una siesta después de un período de entrenamiento en la tarea de aprendizaje de la secuencia motora demostrarán una mayor mejora en la velocidad y la precisión desde el final del entrenamiento hasta la repetición de la prueba posterior a la siesta.

Pregunta de investigación 1. ¿Cómo se correlaciona la magnitud del efecto con los factores demográficos y las características de las lesiones? Objetivo específico 2: neuroimagen funcional: examinar los correlatos neuronales del aprendizaje motor fuera de línea entre personas con TBI a las que se les dio una siesta después del entrenamiento en la tarea de aprendizaje de secuencias motoras mediante resonancia magnética funcional en comparación con un grupo de control que recibió un período de tiempo equivalente despierto.

Hipótesis 2. Los individuos del grupo de la siesta mostrarán cambios más pronunciados en la activación dentro del cuerpo estriado y la corteza motora en comparación con los que permanecieron despiertos y descansando.

Objetivo específico 3-Fisiología del sueño: Examinar aspectos de la etapa 2 del sueño asociados con mejoras en el rendimiento (duración de la etapa 2 y grado de actividad del huso) que ocurren durante el período de siesta después del entrenamiento.

Hipótesis 3a. Entre los participantes del grupo de la siesta, habrá una correlación positiva significativa entre el grado de mejora y la duración de la etapa 2 del sueño.

Hipótesis 3b. Entre los participantes del grupo de la siesta, habrá una correlación positiva significativa entre el grado de mejora y la densidad de los husos del sueño.