Le sommeil aide le cerveau à apprendre les tâches visuelles

S'endormir pendant un cours n'est peut-être pas nécessairement une mauvaise affaire, pourrait-il dire, car une nouvelle recherche détaille la méthode par laquelle le cerveau utilise le sommeil pour apprendre.

Les chercheurs pensent que pendant le sommeil, le cerveau utilise des oscillations neuronales - des ondes cérébrales - de fréquences particulières pour consolider l'apprentissage dans des régions cérébrales spécifiques.

Comme indiqué dans le Journal of Neuroscience, Les scientifiques de l'Université Brown ont découvert que deux fréquences spécifiques d'ondes cérébrales - sigma rapide et delta - sont directement associées à l'apprentissage d'une tâche de tapotement du doigt similaire à la frappe ou au piano.

Une étude récente découvre un schéma similaire sur une tâche visuelle dans laquelle 15 volontaires ont été formés pour repérer une texture cachée au milieu d'un motif obscurcissant de lignes.

C’est un peu comme un jeu abstrait de «Where’s Waldo», mais une telle formation n’est pas simplement un exercice académique, a déclaré Takeo Watanabe, Ph.D., professeur de sciences cognitives, linguistiques et psychologiques à Brown.

«L'apprentissage perceptif en général s'est avéré améliorer la capacité visuelle des patients qui ont un certain déclin de la fonction en raison du vieillissement», a déclaré Watanabe.

Dans ce cas, les chercheurs ont conçu une expérience pour voir comment le sommeil peut aider un tel entraînement à s'implanter.

Ils ont mesuré les ondes cérébrales des participants pendant le sommeil avant et la formation, et ils ont mesuré la performance des volontaires sur la tâche avant et après.

Les chercheurs ont constaté des augmentations significatives de la puissance des ondes cérébrales sigma après le sommeil par rapport à avant dans la zone corticale visuelle du lobe occipital du cerveau des volontaires.

Pour s'assurer qu'ils mesuraient l'activité liée à l'apprentissage de la tâche, les chercheurs ont volontairement placé le stimulus de la tâche de discrimination dans un quadrant particulier du champ de vision des sujets.

Cette position correspond à une partie anatomiquement distincte de la zone corticale visuelle. L'équipe a vu que le gain mesuré de la puissance des ondes sigma était plus important spécifiquement dans cette partie entraînée de la zone corticale visuelle plutôt que dans les parties non entraînées.

Ils ont également vu que la différence d’augmentation de puissance entre les régions entraînées et non entraînées de la zone corticale visuelle était corrélée à l’amélioration des performances de chaque individu sur la tâche.

Les chercheurs ont utilisé une nouvelle technologie dans l'étude, notamment l'encéphalographie magnétique et électronique, l'imagerie par résonance magnétique et la polysomnographie pour mesurer les ondes cérébrales dans des régions spécifiques du cerveau au cours de phases distinctes du sommeil.

L'importance répétée des oscillations sigma, connues sous le nom de fuseaux de sommeil, à la fois dans la tâche visuelle et la tâche motrice peut être importante pour comprendre une image plus large de la manière dont le cerveau consolide l'apprentissage pendant le sommeil, ont déclaré les chercheurs.

Cependant, ils n'ont pas vu la même augmentation de puissance de fréquence delta qu'ils ont vue dans leur étude de la tâche motrice.

Les neuroscientifiques pensent que les deux bandes de fréquences jouent des rôles différents. La fréquence sigma est associée au fonctionnement interne d'une région cérébrale, tandis que le delta est davantage associé à la communication interrégionale.

«Jusqu'à présent, nous pensons que la bande sigma est couramment utilisée pendant les emplois liés à l'apprentissage, mais pas nécessairement les bandes delta», a déclaré Yuka Sasaki, Ph.D., professeur agrégé (recherche) de sciences cognitives, linguistiques et psychologiques.

Source: Université Brown