Уві сні мозок готується до майбутнього: як це працює

Те, що сон потрібен мозку зокрема для того, щоби систематизувати отриману за день інформацію, давно не є секретом. Також якісний сон важливий для хорошої пам'яті та успішного навчання. Однак, нещодавні дослідження показали, що сон готує нас також і до майбутнього.

Відео дня

Як пише видання Science Alert, крім консолідації та збереження спогадів під час сну, дослідження припускає, що наш мозок також активно готує нас до запису майбутніх подій. Тобто, створює простір, куди будуть записані події, яким ще тільки належить відбутись.

Пам'ять — це широке, багатогранне явище, яке допомагає нам стати тими, хто ми є. На клітинному рівні вона має вигляд груп спеціалізованих нейронів, відомих як енграмні клітини, які фізично кодують наш життєвий досвід у придатному для повторного пригадування форматі.

Попередні дослідження чітко показали, що сон має вирішальне значення для правильної роботи цього процесу, але багато фізіологічних деталей все ще залишаються неясними. Крім простого зберігання спогадів, наш мозок також виконує неймовірно складну обробку інформації. Більшість цих процесів відбувається саме під час розумового простою.

Для нового дослідження дослідники з Японії прагнули дізнатися більше про роль сну в обробці пам'яті. Їхня робота також включала підготовку мозку до пам'ятних подій, які ще не відбулися.

Автори провели дослідження на мишах, яким можна було вільно переміщатись у просторі на власний розсуд. Для них використовували систему візуалізації, яка може виявляти як енграмні, так і неенграмні клітини на всіх етапах обробки пам'яті. Вони змогли відстежувати нейронну активність до, під час та після пам'ятних подій, які пережили миші.

Результати дослідження пролили нове світло на поведінку певних популяцій нейронів у різних когнітивних умовах, зокрема коли миші спали як до, і після навчання. Дослідникам вдалося зафіксувати два паралельні процеси, що розгортаються уві сні після навчання. По-перше, клітини енграми, які спочатку кодували спогад, показали передбачувані патерни реактивації, частина добре документованої процедури мозку консолідації спогадів під час сну.

Дослідження також виявило ще одну цікаву популяцію нейронів, які ще були пов'язані з певними спогадами. Ці "клітини, які стануть енграмами" (engram-to-be cells – саме таку назву вони отримали від дослідників) ставали дедалі синхронізованішими, коли миші спали після навчання. Пізніше самі групи нейронів продовжували кодувати нові, інші спогади.

"Клітини, які стануть енграмами, демонстрували підвищену коактивність з існуючими клітинами енграмами під час сну, що дозволяє припустити, що ця взаємодія допомагає формувати нові мережі пам'яті", — розповів співавтор Каору Інокучі, професор біохімії в Університеті Тоями в Японії.

Дослідники також розробили модель нейронної мережі для імітації активності в гіпокампі, сподіваючись ще більше пролити світло на механіку, що лежить в основі. Модель вказала на синаптичне пригнічення та масштабування, явища, які, як відомо, змінюють нейронні зв'язки під час сну. Вони, ймовірно, важливі для організації цих клітин у майбутні енграми — послуга, яка в моделі скорочувалася, коли ці механізми були відключені.

Дослідження показало, що енграми та потенційні енграми показали інтригуючу спільну активацію під час сну після навчання. Це натякає на певну координацію або навіть передачу даних між нейронними мережами для минулих та майбутніх спогадів.

Це говорить про те, що якість сну між подіями навчання може впливати не лише на збереження того, що ми дізналися досі, а й на те, наскільки добре ми зберігатимемо нову інформацію у найближчому майбутньому. Хоча необхідні додаткові дослідження, це може дати цінні відомості для навчання та лікування розладів пам'яті, а також допомогти відкрити нові способи максимізувати когнітивні здібності людей.

"Ми вважаємо, що маніпулювання активністю мозку під час сну або режимами сну може розкрити методи покращення пам'яті шляхом розблокування прихованого потенціалу мозку", — говорить Інокучі. Але перш за все ці відкриття додаються до існуючих доказів того, що ми всі повинні ставитись до сну серйозно. "Ми хочемо, щоб люди зрозуміли, що сон — це не просто відпочинок, він відіграє вирішальну роль у тому, як мозок обробляє інформацію", — говорить Інокучі. Вчені сподіваються, що люди почнуть більше цінувати сон і використовувати його як ефективний спосіб покращити загальну якість життя.

Раніше OBOZ.UA пояснював, чому люди ввечері часто відчувають приплив енергії, який заважає засинанню.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.