Cognitive training on the solving of mathematical problems: an EEG study in young men / Entrenamiento cognitivo en la resolución de problemas matemáticos: un estudio de EEG en hombres jóvenes

Abstract. Objective. This study characterized the electroencephalographic correlation (rEEG) between prefrontal and parietalcortices in young men while solving logical-mathematical problems after 18 sessions of cognitive training. Method. Two training groups were formed: one trained with gradually increased complexity (CT), the other with no increase in complexity (ST). Results. CT had a greater number of correct responses in the post-training evaluation than ST and showed a higher correlation between the left frontopolar-parietal cortices in almost all EEG bands, and between the dorsolateral-parietal cortices in the alpha1 band while solving math problems post-training. Results suggest that major functional synchronization between the left prefrontal and parietal cortices plays an important role in improving mathematical problem-solving after cognitive training.

Resumen Objetivo. El presente estudio caracteriza la correlación electroencefalográfica (rEEG) entre las cortezas prefrontal y parietal en hombres jóvenes durante la resolución de problemas lógico-matemáticos después de 18 sesiones de entrenamiento cognitivo. Método. Se formaron dos grupos de entrenamiento: uno entrenado con un incremento gradual de complejidad (CT) y el otro sin incremento de complejidad (ST). Resultados. El grupo CT presentó un mayor número de respuestas correctas que el grupo ST en la evaluación post entrenamiento, a su vez mostró un incremento en la correlación entre las cortezas frontopolar y parietal izquierdas en la mayoría de las bandas, así como entre las cortezas dorsolateral y parietal en la banda alfa1 durante la resolución de problemas posterior al entrenamiento. Los resultados sugieren que el incremento en la sincronización funcional entre las cortezas prefrontal y parietal izquierdas juega un rol importante en la resolución de problemas matemáticos después del entrenamiento cognitivo.

El origen y las funciones de los sueños a partir de los potenciales PGO / The origin and functions of dreams based on the PGO activity

Understanding the phenomenon of sleep and dreams has fascinated humans always. However, the scientific study of sleep is relatively recent. In 1953, Aserinsky and Kleitman found that slow wave sleep (SWS) was periodically interrupted by episodes of rapid EEG activity, which are accompanied by rapid eye movements (REMs), and named this sleep phase as REM sleep. Subsequently, in 1957, Dement and Kleitman discovered that these rapid eye movements coincided with the appearance of dreams. By using animal experimental models, the subcortical mechanisms underlying REM sleep have been studied, and it has been demonstrated that this activity depends on the serotonergic activity from wakefulness, which promotes the formation of peptides that trigger certain structures of the brainstem, where cholinergic mechanisms of REM sleep are integrated. In turn, on the pontine region monophasic phasic potentials (300-400 uV) are generated that can also be recorded on the lateral geniculate body and in the occipital cortex; hence the name of ponto-geniculo-occipital waves (PGO). These potentials spread to the oculomotor system to provoke the REMs of REM sleep and possibly give rise to visual hallucinatory phenomena. Furthermore, it has been shown that certain limbic structures related to emotion and memory are activated by these potentials. This suggests that PGO waves generate mnemonic and emotional components of dreams. Several aspects of the functions of these PGO waves remains to be determined, but knowledge about the origin of brain phenomena that generate dreams has had a breakthrough from its study. In the present work we review the literature concerning the work done over PGO waves and its contribution to the knowledge of the origin and functions of dreams.

El fenómeno del sueño y de los sueños es algo que siempre ha fascinado al hombre. Sin embargo, el estudio científico del sueño es relativamente reciente. En 1953, Aserinsky y Kleitman encontraron que el sueño de ondas lentas (SOL) es interrumpido periódicamente por episodios de actividad EEG rápida, que se acompañan de movimientos oculares rápidos (MORs), y denominaron a esta fase "sueño MOR". Posteriormente, Dement y Kleitman, en 1957, descubrieron que estos movimientos oculares rápidos coinciden con la aparición de los sueños. Utilizando animales de experimentación se han estudiado los mecanismos subcorticales que subyacen al sueño MOR y se ha demostrado que éste depende de una actividad serotoninérgica de la vigilia, que promueve la formación de péptidos que ponen en marcha ciertas estructuras de la región pontina del tallo cerebral en donde se integran los mecanismos colinérgicos del sueño MOR. En la región pontina, a su vez, se generan potenciales monofásicos de alto voltaje (300-400 pV) que también pueden registrarse en el cuerpo geniculado lateral y en la corteza occipital, de allí el nombre de potenciales ponto-genículo-occipitales (PGO). Estos potenciales se propagan hacia el sistema oculomotor para provocar los MORs y posiblemente den origen a los fenómenos oníricos visuales. Además se ha demostrado que ciertas estructuras del sistema límbico, relacionadas con las emociones y la memoria, son activadas por dichos potenciales. Lo anterior sugiere que los potenciales PGO generan los componentes mnésicos y emocionales de los sueños. Quedan aún por determinarse varios aspectos sobre las funciones de estos potenciales, pero el conocimiento sobre el origen de los fenómenos cerebrales que generan los sueños ha tenido un gran avance a partir de su estudio. En el presente artículo se revisa la bibliografía concerniente a los trabajos realizados sobre los potenciales PGO y su aportación al conocimiento del origen y las funciones de los sueños.

Efectos de la melatonina sobre la macro-arquitectura del sueño en pacientes con demencia tipo Alzheimer / Melatonin effects on macro arquitecture sleep in Alzheimer's disease patients

The objective of the present study was to evaluate the 5 mg. melatonin effects on the sleep macro-architecture in eight patients with middle to moderate Alzheimer's disease (DTA). Using the polysomnography technique (PSG), we made a simple-blind, non-randomized, controlled with placebo study. The PSG was carried out according to the following order: night 1: placebo administration; night 2 and 3: continues melatonin administration. In the first night with melatonin treatment, the sleep latency to the first episode of Stage 2, Delta and REM sleep, was significantly diminished as compared with placebo (≤.05). No significant difference in total time of each sleep stage and sleep efficiency was observed. Nevertheless, a tendency to diminish the total time of nocturnal wake and increase of the total sleep time in the second night with melatonin treatment was observed. We conclude that melatonin can improve sleep in patients with middle to moderate DTA.

El objetivo del presente estudio fue determinar los efectos de 5 mg. de melatonina de liberación inmediata sobre la macro-arquitectura del sueño en ocho pacientes con diagnóstico de Demencia Tipo Alzheimer (DTA) de media a moderada. Utilizando la técnica polisomnográfica (PSG) se realizó un estudio simple ciego, no aleatorio, controlado con placebo. Los registros PSG se llevaron a cabo de la siguiente manera: Noche 1: administración de placebo; noche 2 y 3: administración continua de melatonina (5 mg). Observamos que el tratamiento con melatonina durante la primera noche de administración disminuyó significativamente la latencia de la fase 2, del sueño de ondas delta y el sueño de MOR al ser comparadas con el placebo (P ≤.05). No se observaron diferencias significativas en el tiempo total de cada fase de sueño; tampoco se observaron diferencias en la eficiencia del sueño en presencia de la melatonina. Sin embargo se observó una tendencia a la disminución del tiempo total de vigilia y un aumento del tiempo total de sueño, principalmente durante la segunda noche de tratamiento. Concluimos que la melatonina puede mejorar el sueño en pacientes con DTA de media a moderada.