Adaptative mechanisms of sleep for cognition and memory

Abstract

Durant el son, els estímuls sensorials externs es filtren mentre el cervell es prepara per consolidar nous records. Aquest equilibri sorgeix d’alternar recursos endògens entre la vigilància de l’entorn i la consolidació de memòries. Els fusos i les oscil·lacions lentes mantenen la continuïtat del son filtrant estímuls sensorials i afavorint la memòria. Hem investigat la resposta a estímuls auditius complexos durant el son, utilitzant un paradigma naturalista per avaluar si fusos i oscil·lacions lentes es modulaven segons expectatives musicals generades. Per aprofundir en el paper de les oscil·lacions en l’estabilització de l’aprenentatge diari, vam examinar una malaltia neurodesenvolupamental amb discapacitat intel·lectual sense tasca prèvia al son. Vam trobar que les oscil·lacions del son poden passar de filtrar estímuls auditius complexos a donar suport a processos endògens de consolidació. Els dèficits d’aquestes oscil·lacions en consolidar memòries van revelar un perfil matisat amb potencial per estratificar pacients i guiar estratègies terapèutiques.

During sleep, external sensory stimuli are filtered as the brain prepares to consolidate new memories. This balance arises from alternating endogenous resources between environmental monitoring and enabling systems consolidation and synaptic regulation. Spindles and slow oscillations preserve sleep continuity by filtering sensory input and aiding memory strengthening. We investigated how complex auditory stimuli are processed during sleep, using a novel naturalistic auditory paradigm to assess whether spindles and SOs were modulated by musical expectations. To further explore sleep oscillations’ role in stabilizing daily learning, we examined a neurodevelopmental disease with intellectual disability to address trait-like memory consolidation mechanisms without a pre-sleep task. We found that sleep oscillations may shift from gating complex auditory stimuli to supporting endogenous consolidation processes. Sleep oscillation deficits in memory consolidation revealed a nuanced profile potentially aiding patient stratification and guiding novel therapeutic strategies.