Memòria i son

La complexitat de les societats modernes exigix aprenentatge al llarg de tota la vida, fins a edats avançades. L’envelliment pot anar acompanyat d’una disminució de les capacitats cognitives, inclosa la retenció a llarg termini dels records episòdics. Estos canvis es produïxen en paral·lel amb modificacions cerebrals i dificultats per a mantindre el son, especialment el son d’ones lentes.

La investigació sobre el son i la memòria ha portat a estudiar la relació entre estos fenòmens i la possibilitat de modular els processos cerebrals del son lent mitjançant diferents formes d’estimulació. Esta línia busca comprendre millor la consolidació de la memòria i els seus canvis amb l’edat.

En Perineuro expliquem amb més detall la relació entre la memòria i els ritmes del son (en castellà).

Estimulació auditiva en bucle tancat (CLAS)

Podem utilitzar els senyals elèctrics del cervell per a triar el moment adequat d’un estímul durant el son? Eixa és la idea que guia l’estimulació auditiva en bucle tancat, coneguda com a CLAS per les sigles en anglés, closed-loop auditory stimulation.

Esta tecnologia connecta el registre de l’activitat cerebral amb l’emissió de sons sincronitzats. El seu interés és explorar com interactuar amb els ritmes del son i comprendre millor la seua relació amb la memòria.

Què significa «bucle tancat»?

En CLAS, l’EEG guia l’emissió de sons breus. El sistema registra, analitza i estimula; després continua registrant per a decidir quan tornar a actuar.

Esquema de CLAS: EEG, anàlisi i sons en la rampa ascendent de l’oscil·lació lenta

La sincronització és essencial. Els protocols que estudien les oscil·lacions lentes del son no REM busquen fer coincidir l’estímul amb una fase concreta de l’oscil·lació. El treball de Ngo i col·laboradors, publicat en 2013, va mostrar que esta estratègia podia reforçar les oscil·lacions lentes i millorar la retenció d’associacions de paraules en les condicions de l’experiment.

Una línia d’investigació oberta

Els estudis posteriors han ajudat a precisar les possibilitats de CLAS. Un treball domiciliari, publicat en línia en 2025 i inclòs en un número de 2026, va observar un augment de l’amplitud de les oscil·lacions lentes, sense detectar millores en memòria o vigilància en els seus 34 participants. Els autors van assenyalar la grandària de la mostra com una limitació.

Estos resultats ajuden a precisar les preguntes següents: quines respostes fisiològiques s’aconseguixen, quan es traduïxen en canvis de rendiment i com avaluar el sistema fora del laboratori. Estes preguntes connecten la investigació neurocientífica amb el desenvolupament de noves eines d’enginyeria.

MemBoost

MemBoost és el nostre projecte per a aplicar CLAS a l’estudi del son i la memòria. La proposta combina registre d’EEG, anàlisi en temps real i emissió de sons sincronitzats amb l’activitat cerebral en un sistema portàtil i de baix cost.

El disseny preveu quatre funcions principals:

  1. Registre domiciliari de l’activitat cerebral mitjançant EEG durant el son.
  2. Anàlisi del senyal EEG en temps real.
  3. Emmagatzematge en el núvol i accés a eines d’anàlisi de dades.
  4. Estimulació auditiva no invasiva i sincronitzada durant el son.

Una aplicació d’investigació és estudiar la relació entre estimulació durant el son i memòria, també en l’envelliment. Avaluar estos efectes requerix relacionar la resposta cerebral als estímuls amb els resultats de proves de memòria.

Esquema del projecte MemBoost

Desenvolupament tecnològic

En Scignals plantegem MemBoost com la nostra implementació de CLAS: una eina que reunisca adquisició, processament i estimulació per a estudiar-ne el funcionament fora del laboratori.

El projecte de captació i processament de senyals biomèdics nocturns aporta la base tècnica d’esta proposta. Hi treballàrem en el registre sense fil amb Signalino, la detecció de fases del son, la generació d’estímuls sincronitzats i la miniaturització del sistema.

Integrar estos elements permet plantejar protocols en què l’EEG determina quan emetre els sons. L’avaluació experimental haurà de comprovar la precisió de la sincronització i els seus efectes sobre l’activitat cerebral i la memòria.

Eixe és l’objectiu de MemBoost: desenvolupar tecnologia capaç d’adaptar-se a l’activitat del cervell i contribuir a l’estudi del son i la memòria.

Reconeixement en actúaupm: tercer premi en 2015

La proposta MemBoost va rebre el tercer premi d’actúaupm en 2015, la competició de creació d’empreses de la Universitat Politècnica de Madrid. Va ser un reconeixement al plantejament del projecte i al seu potencial com a iniciativa tecnològica.

Participació en una patent de la UPM

Scignals va participar, a través del seu equip, en la invenció recollida en la patent «Método y sistema electrónico para la asistencia cognitiva integral», de titularitat de la Universitat Politècnica de Madrid. La invenció combina assistència mitjançant realitat augmentada amb modulació del son basada en estímuls sincronitzats amb l’activitat cerebral.

Esta participació forma part de l’experiència investigadora de l’equip en assistència cognitiva, son i memòria, àmbits que també aborda MemBoost. La sol·licitud es va publicar en 2017 com a ES2638280A1 i la concessió en 2018 com a ES2638280B2.

Suport europeu per al pla de negoci

MemBoost va rebre finançament d’Horitzó 2020, el programa d’investigació i innovació de la Unió Europea, per a estudiar-ne la viabilitat i desenvolupar el pla de negoci. L’ajuda es va concedir a Investigación y Lectura de Señales Biomédicas (ILSB) a través de la fase 1 de l’Instrument Pime, amb assessorament especialitzat.

La proposta combinava un dispositiu portàtil de registre EEG en temps real amb programari per a identificar els estats de vigília i son i emetre estímuls auditius sincronitzats amb l’activitat cerebral. Este plantejament connecta directament amb CLAS.

Esta primera fase es va desenvolupar entre març i agost de 2019, coordinada per ILSB, amb una aportació europea de 50.000 euros, sobre un pressupost total de 71.429 euros. El suport va permetre treballar en com traslladar la proposta tecnològica a un projecte empresarial.

El finançament i els objectius es recullen en la fitxa de MemBoost en CORDIS, projecte 854766.

Suport de l’IVACE al desenvolupament tecnològic

Després de l’ajuda europea per al pla de negoci, el desenvolupament tecnològic va rebre el suport de l’Institut Valencià de Competitivitat Empresarial (IVACE), mitjançant el programa CREATEC-CV, amb cofinançament de fons FEDER.

Este suport es va articular amb el projecte de captació i processament avançat de senyals biomèdics nocturns per a millorar les capacitats cognitives, expedient IMCBTA/2019/30. El treball va abordar l’EEG sense fil amb Signalino, la detecció de fases del son, els estímuls sonors sincronitzats i la miniaturització d’un sistema portàtil.

Els objectius tècnics es van complir i van aportar una base d’adquisició i processament de senyals per al desenvolupament de MemBoost.

Suport de l’IVACE i de la Unió Europea mitjançant fons FEDER

MemBoost en els mitjans