el dormir y los sueños: el impacto en el aprendizaje y el rendimiento. por tracey...

Tracey Tokuhama-Espinosa, [email protected]

www.traceytokuhama.com

El dormir y los sueños:

El impacto en el aprendizaje y rendimiento

22-23 de enero de 2016 3

Autora

• Investigadora interdisciplinaria en neurociencias, psicología y educación, antropología cultural y lingüística.

• Posee licenciaturas en Artes y Ciencias de la Universidad de Boston en Comunicación y Relaciones Internacionales; una Maestría en Educación de la Universidad de Harvard en Desarrollo Educativo Internacional; y un Doctorado de la Universidad de Capella en “La Ciencia de Mente, Cerebro y Educación” (Mind, Brain and Education Science).

• Profesora de la Universidad de Harvard (Psych 1609 Neuroscience of Learning)

• Miembro, panel de expertos de la OCDE sobre el conocimiento pedagógico básico del docente tomando en cuenta neurociencia y tecnología.

• Ex Directora de IDEA (Instituto de Enseñanza y Aprendizaje) y profesora de educación y psicología de la Universidad San Francisco de Quito, Ecuador.

• Ex Decana de la Facultad de Educación, UDLA.• Autora de seis libros y docenas de artículos indexados

sobre lenguaje, aprendizaje, cerebro y metodologías de enseñanza.

• Investigación reciente:» Mind, Brain, and Education Science» El perfil del bachiller ecuatoriano

• Docente (desde pre kinder hasta nivel universitario) con más de 27 años de experiencia trabajando con escuelas en 28 países.

Hoy

• La diferencia entre “dormir” y “soñar”

• El rol de Atención y Memoria en el Aprendizaje

• Datos sobre el cerebro y el proceso de dormir y soñar

• ¿Qué significa esto para los docentes?

Basado en1. Astill, R. G., Van der Heijden, K. B., Van IJzendoorn, M. H., & Van

Someren, E. J. (2012). Sleep, cognition, and behavioral problems in school-age children: A century of research meta-analyzed. Psychological Bulletin, 138(6), 1109.

2. Carskadon, M. A., Acebo, C., & Jenni, O. G. (2004). Regulation of adolescent sleep: implications for behavior. Annals of the New York Academy of Sciences, 1021(1), 276-291.

3. Hobson, J. A., & Pace-Schott, E. F. (2002). The cognitive neuroscience of sleep: neuronal systems, consciousness and learning. Nature Reviews Neuroscience, 3(9), 679-693.

4. Stickgold, R. (2005). Sleep-dependent memory consolidation. Nature, 437(7063), 1272-1278.

5. Wilhelm, I., Prehn-Kristensen, A., & Born, J. (2012). Sleep-dependent memory consolidation–What can be learnt from children?. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 36(7), 1718-1728.

6. Wolfson, A. R., & Carskadon, M. A. (2003). Understanding adolescents’ sleep patterns and school performance: a critical appraisal. Sleep Medicine Reviews, 7(6), 491-506.

El ensayo de un minuto• Un lado del papel:

Lo que sabes sobre el dormir, el soñar y su relación al aprendizaje.

• Otro lado del papel: Algo que quieres saber sobre el dormir, el soñar y su relación al aprendizaje.

La diferencia entre “dormir” y “soñar”

Objetivos de los estudios recientes de dormir y soñar:1. Localizar las áreas físicas en el cerebro que se activan o cambian

debido al estado de sueño. 2. Entender qué ocurre en el cerebro eléctrica- y químicamente que causa

las características de soñar.3. Explicar el propósito de soñar (análisis de fisiología y contenido).

Una visión menos romántica del sueño (Hobson):

• “Como una experiencia consiente, el soñar es solo una conciencia ocasional de la activación cerebral durante el dormir.”

• “El despertar y el sueño son dos estados de conciencia, con diferencias que dependen de la química.”

• Las características formales de soñar incluyen :– Perceptual (como percibimos)– Cognitive (como pensamos)– Emotional (como sentimos)

¿Dormir = Soñar? ¿Soñar = Dormir?

¿Por qué dormimos y por qué soñamos?

1. Mantenimiento del Cuerpo

2. Mantenimiento del Cerebro

3. Consolidación de información a memoria de largo plazo

4. Resolver problemas

Áreas del cerebro asociada el sueño y el dormir:

• Sueño MOR (soñar) es controlada por los mecanismos del tronco encefálico pontina; soñar es controlada por los mecanismos del cerebro anterior (forebrain mechanisms)

(Solms in Sleep and Dreaming, 2003: 51).

Cambios químicos durante del sueño

• Podemos concluir con seguridad que el sueño REM está mediada por acetilcolina cuando la noradrenalina y la serotonina se encuentran en niveles bajos (Hobson, 2002, p.69).

• El soñar muestra una asociación con la falta de noradrenalina y serotonina en el cerebro durante del sueño MOR (provocada por la presencia de la acetilcolina) (Hobson, 2002, p.113).

Cambios químicos durante del sueño

• Noradrenalina y la serotonina son conocidos por ser necesario para la atención, el aprendizaje y la memoria (y por ende para la orientación y el razonamiento activo) (Hobson, 2002, p.113).

¿Sueño REM = Sueño?• “…REM puede

ocurrir sin soñar y soñar puede ocurrir sin REM…estos dos estados son controlados por diferentes mecanismos del cerebro.”

(Solms en Sleep and Dreaming, 2003: 51).

Hobson, J. A. (2009). REM sleep and dreaming: towards a theory of protoconsciousness. Nature Reviews Neuroscience, 10(11), 803-813.

¿Sueño REM = Sueño?

• “REM es controlado por mecanismos colinérgicos del tallo cerebral, mientras que el sueño parece estar controlado por mecanismos dopaminérgicos del cerebro delantero.”

• Sin embargo, 70-95% de los despertares son del estado REM, sujetos normales reportaron haber estado soñando. Soñar también está presente en 5-10% de los despertares NREM.

(Solms en Sleep and Dreaming, 2003: 51).

Los sueños pueden ocurrir durante el sueño no-REM

• Inicio del sueño• NMOR• MOR• (Sin embargo, NO en

el sueño profundo )• Entonces mientras

REM y Soñar son independientes, existe una correlación fuerte entre el sueño REM y el sueño.

¿Qué es un patrón “normal” de dormir?

http://www.huffingtonpost.com/dreamscloud/why-we-dream_b_4460919.html

Sueño leve Sueño profundo MOR

Ondas cerebrales durante las etapas del sueño

Características del sueño MOR

• Los seres humanos permanecen aproximadamente 25% de tiempo durmiendo en un estado de activación paradójica cerebral, acompañado por REM (Aserinsky & Keitman 1953; 1955)

• Este estado ocurre en ciclos de 90 a 100 minutos aprox., alternándose con cuatro etapas del sueño bien marcadas conocidas como el sueño no-REM (NREM).

• El sueño REM es biológicamente importante para toda vida mamífera.

• El sueño REM favorece para regular la temperatura corporal (termorregulación), quizás la función más básica del cerebro de los mamíferos.

• El sueño REM está organizado en el tallo cerebral (“cerebro viejo”).

Todos los mamíferos sueñan

¿El propósito del sueño?CUERPO:

1. “Sólo los mamíferos tienen termorregulación y sólo los mamíferos tiene el sueño REM, entonces es muy probable que estas dos funciones —y soñar—estén enlazadas de alguna manera,” (Hobson: 86).

2. Cuando uno sueña, acetilcolina está presente, y permite al cerebro parar la termorregulación efectivamente (y regenerarse físicamente).

CEREBRO y MENTE:3. El sueño REM favorece la consolidación de memoria (Hobson: 120;

Stickgold); sin embargo, esto podrá ocurrir sólo durante “las ventanas del sueño REM” (Carlisle Smith) y desde varios días hasta una semana.

4. Hipótesis: Pequeños pedazos de memoria declarativa pero no escenarios completos son trasladados del hipocampo cuando el cerebro es reactivado en el sueño REM.

5. Descarga psicológica (regeneración mental).

Sueño REM y un nuevo “propósito” del sueño

• Nuestros sueños son emocionales … Nuestro nivel de competencia emocional tiene un alto valor de supervivencia … Necesitamos saber en primer lugar cuando acercarnos, cuando aparearnos, cuando tener miedo y cuando huir … Refrescamos estas destrezas todas las noches, (Hobson, 2002, p.88).

Sueño productivo

• ¿Cómo podemos utilizar los sueños para resolver problemas?

• ¿Quiénes han escuchado que utilizan su tiempo de dormir para resolver problemas?

• ¿Cuáles son algunas características de problemas que pueden ser resueltos mientras duermen? (¿Concreto? ¿Abstracto? ¿Forma? ¿Contenido?)

Cuando el cerebro está más dispuesto a sugerencias

mientras sueñas:• Principios del Sueño:

– Estado particularmente fructífero para la elaboración de fantasía y actividad mental tipo sueño

• Sueño lúcido REM (ver Hobson, 2002, pp.141-142).

• Alucinaciones sensor-motoras en REM– Cuando el cerebro está soñando, es capaz de

simular actos de movimiento (actos motoras) que son extremadamente convincentes.

¿Están de acuerdo?:Un punto de vista del sueño menos romántico (Hobson):

“Despertar y soñar son dos estados de consciencia, con diferencias que dependen de química.”

El rol de Atención y Memoria en el aprendizaje

(Stickgold & Walker, 2013)

El sueño y los sueños tienen un impacto en la capacidad del cerebro para aprender

• El papel de la memoria y la atención

El sueño permite al cuerpo y la mente a concentrarse y prestar atención

(Hobson & Pace-Schott, 2002)

El sueño permite al cuerpo y la mente funcionar consistentemente

(Mitru, Millrood & Wey, 2008; Wolfson& Carskadon, 1998)

Los recuerdos (las memorias) se consolidan durante el sueño

• Los recuerdos se almacenan en diferentes vías neuronales en función del modo de aprendizaje , el grado de conocimiento previo , o el nivel de importancia asignado por el aprendiz.

• Los recuerdos se consolidan durante el sueño MOR (Movimiento Ocular Rápido), cuando se producen la mayoría de los sueños debido a los neurotransmisores presentes sólo durante esta etapa.

(Diekelmann & Born, 2010; Diekelmann, Wilhelm & Born, 2009; Stickgold, 2009; Stickgold & Walker, 2007; Wamsley, Tucker, Payne, Benavides & Stickgold, 2010).

Memoria es limitada

El cerebro no mantiene un récord perfecto de los acontecimientos, sino que filtra la orden del día y se olvida de una gran cantidad de lo que sucede.

El cerebro es selectivo

Sólo algunas cosas llegan a la memoria a largo plazo.

Solamente los recuerdos en el almacenamiento a largo plazo se puede utilizar para aprender.

Figure 4. Cognitive circuits as shown at http://www.frontiersin.org/files/cognitiveconsilience/index.html. Circuits from left to right. Orange: consolidated declarative long-term memory. Green: short-term declarative memory. Purple: working memory/Information processing. Blue: Behavioral memory action selection. Black: behavioral memory output. Red: cognitive control. Yellow: cortical information flow regulation.Downloaded 1 Mar 2015 from http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnana.2011.00065/full

El impacto de dormir y el soñar en el aprendizaje

El dormir impacts la memoria de trabajo.

El soñar (MOR) impacta la memoria de largo plaza, el aprendizaje y la plasticidad cerebral.

(Kopasz, Loessl, Hornyak, Riemann, Nissen, Piosczyk and Voderholzer , 2010)

Datos sobre el cerebro y el proceso de dormir y soñar

• Datos curiosos del sueño

Datos curiosos del sueño

• Todos soñamos, aún que hay gente que piensan al contrario.


• Adultos humanos duermen un promedio de 8 horas diario, pero hay gente “normal” que duermen solo 4-5 horas y gente que necesitan 10-12 horas.


• Aproximadamente 25% de nuestro tiempo dormido es en el estado de REM donde hay cambios químicos en el cerebro que producen sueños.


• De manera formal los sueños y las enfermedades mentales no son sólo análogos sino más bien idénticos….

• Psychosis is, by definition, a mental state characterized by hallucinations and/or delusions” (Hobson, 2002, p. 99).


• Las mujeres duermen menos en sus días libres.

Hombre vs. Mujeres


• El cuerpo humano utiliza aproximadamente 440 calorías cuando duerme 8 horas.

¿Cuántas horas es normal dormir? • Durmientes cortos (de cuatro a seis horas al

día) no son más anormal o inusual de durmientes largos (de ocho a diez horas al día) .

• La gente no siempre duermen la misma cantidad cada día :

• Normas sociales• Clima• Experiencias personales

(Hobson, 2002)

Dormir menos de lo normal “Cuando nosotros dormimos menos de lo normal somos capaces de compensar muy bien, sobre todo si hay mucho en juego .

Si estamos muy motivados -- ya sea por adjudicación o en la necesidad de evitar el desastre -- podemos por lo general lograr exprimir un poco más de la competencia cognitiva de nuestros cerebros cansados.”

(Hobson, 2002, pp. 79-85)

Higiene del sueño

Ahora bien….• Restricción del sueño sacrifica

sus capacidades para estar atento y organizar la actividad mental con eficiencia y eficacia. Uno necesita dormir bien para leer, comprender, discutir y aprender.

• Además, la falta de sueño conduce hacia una tendencia de:– Sueños intensos y extraños– Mayor riesgo de infección – La pérdida de regulación de

la temperatura del cuerpo

(Hobson, 2002, pp. 79-85)

Sueño MOR durante toda la vidaDebido a los cambios químicos y

el desarrollo de sistemas en el cuerpo (Hobson, 2002, p. 78):– A las 26 semanas de gestación los

bebés pasan casi 24 horas al día en MOR

– Los recién nacidos pasan un promedio de 16 horas al día en el sueño MOR.

– Los niños de un año duermen alrededor de 12 horas en total y 3 en MOR

– Los niños de diez años pasan unas 10 horas durmiendo en total y 2,5 en MOR

– Las personas de veinte años de edad pasan alrededor de 8 horas durmiendo y 2 en MOR

Características del dormir y soñar

• Los seres humanos pasan aproximadamente 25% de las horas de sueño en un estado de activación cerebral paradójica, acompañado por MOR (Aserinsky & Keitman 1953; 1955)

• Este estado se produce en ciclos de aproximadamente 90-100 minutos, alternando con cuatro etapas bien definidas de sueño conocidos como no-MOR (NREM).

¿Qué significa esto para los docentes?

En resumen:• Despertar y soñar son dos estados de consciencia, con diferencias que

dependen de química.• Dormir puede existir sin soñar y soñar puede existir sin dormir.• ¿Por qué dormimos?

– Mantenimiento del Cuerpo• El sueño REM es biológicamente importante para toda vida

mamífera • REM favorece para regular la temperatura corporal

(termorregulación)• ¿Por qué soñamos?

– Mantenimiento del Cerebro– Descarga psicológica (regeneración mental).– Nuestros sueños sirven para practicar emociones– Consolidación de información a memoria de largo plazo– Resolver problemas

References• Astill, R. G., Van der Heijden, K. B., Van IJzendoorn, M. H., & Van Someren, E. J. (2012).

Sleep, cognition, and behavioral problems in school-age children: A century of research meta-analyzed. Psychological Bulletin, 138(6), 1109.

• Brawn, T. P., Fenn, K. M., Nusbaum, H. C., & Margoliash, D. (2008). Consolidation of sensorimotor learning during sleep. Learning & Memory,15(11), 815-819.

• Carskadon, M. A., Acebo, C., & Jenni, O. G. (2004). Regulation of adolescent sleep: implications for behavior. Annals of the New York Academy of Sciences, 1021(1), 276-291.

• Den Wittenboer, V. (2000). Time in bed, quality of sleep and school functioning of children. Journal of Sleep Research, 9(2), 145-153.

• Diekelmann, S., & Born, J. (2010). The memory function of sleep. Nature Reviews Neuroscience, 11(2), 114-126.

• Diekelmann, S., Wilhelm, I., & Born, J. (2009). The whats and whens of sleep-dependent memory consolidation. Sleep Medicine Reviews, 13(5), 309-321.

• Durrant, S. J., Taylor, C., Cairney, S., & Lewis, P. A. (2011). Sleep-dependent consolidation of statistical learning. Neuropsychologia, 49(5), 1322-1331.

References• Hobson, J. A., & Pace-Schott, E. F. (2002). The cognitive neuroscience of sleep: neuronal

systems, consciousness and learning. Nature Reviews Neuroscience, 3(9), 679-693.• Kopasz, M., Loessl, B., Hornyak, M., Riemann, D., Nissen, C., Piosczyk, H., & Voderholzer,

U. (2010). Sleep and memory in healthy children and adolescents–a critical review. Sleep Medicine Reviews, 14(3), 167-177.

• Landsness, E. C., Crupi, D., Hulse, B. K., Peterson, M. J., Huber, R., Ansari, H., ... & Tononi, G. (2009). Sleep-dependent improvement in visuomotor learning: a causal role for slow waves. Sleep, 32(10), 1273.

• Margoliash, D. (2010, March). Sleep and Learning. In APS March Meeting Abstracts (Vol. 1, p. 6001).

• Stickgold, R. (2005). Sleep-dependent memory consolidation. Nature, 437(7063), 1272-1278.

• Stickgold, R., & Walker, M. P. (2007). Sleep-dependent memory consolidation and reconsolidation. Sleep Medicine, 8(4), 331-343.

• Stickgold, R., & Walker, M. P. (2013). Sleep-dependent memory triage: evolving generalization through selective processing. Nature neuroscience, 16(2), 139-145.

References• Walker, M. P., & Stickgold, R. (2005). It's practice, with sleep, that makes perfect:

implications of sleep-dependent learning and plasticity for skill performance. Clinics in Sports Medicine, 24(2), 301-317.

• Walker, M. P., & Stickgold, R. (2010). Overnight alchemy: sleep-dependent memory evolution. Nature Reviews Neuroscience, 11(3), 218-218.

• Walker, M. P., Stickgold, R., Jolesz, F. A., & Yoo, S. S. (2005). The functional anatomy of sleep-dependent visual skill learning. Cerebral Cortex, 15(11), 1666-1675.

• Wamsley, E. J., Tucker, M., Payne, J. D., Benavides, J. A., & Stickgold, R. (2010). Dreaming of a learning task is associated with enhanced sleep-dependent memory consolidation. Current Biology, 20(9), 850-855.

• Wilhelm, I., Metzkow‐Mészàros, M., Knapp, S., & Born, J. (2012). Sleep‐dependent consolidation of procedural motor memories in children and adults: the pre‐sleep level of performance matters. Developmental Science, 15(4), 506-515.

• Wilhelm, I., Prehn-Kristensen, A., & Born, J. (2012). Sleep-dependent memory consolidation–What can be learnt from children?. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 36(7), 1718-1728.

References• Wolfson, A. R., & Carskadon, M. A. (1998). Sleep schedules and

daytime functioning in adolescents. Child Development, 69(4), 875-887.

• Wolfson, A. R., & Carskadon, M. A. (2003). Understanding adolescents’ sleep patterns and school performance: a critical appraisal. Sleep Medicine Reviews, 7(6), 491-506.

Deber: 3-2-1• Tres (3) cosas que no sabías antes de este

taller;• Dos (2) cosas que son tan interesantes que

discutirlas con otra persona;• Una (1) cosa que vas a cambiar de tu

práctica docente basado e la información compartida hoy.

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Información de contacto:Tracey Tokuhama-Espinosa, Ph.D.Quito, [email protected]