Во время сна мозг бодрствует и учится

Тара Хэлл

27 июля 2022 г. - Чувствуете забывчивость? В последнее время не можете сопоставить имена и лица? Это не обязательно означает, что вы плохо себя чувствуете или что ваши мыслительные способности угасают. Возможно, вам просто не хватает сна.

Исследователи давно знают, что сон жизненно важен для реляционной памяти - способности мозга устанавливать связи между объектами, местами, людьми и событиями. Но они не выяснили, что происходит во время сна, чтобы помочь памяти установить правильные связи.

Чтобы выяснить это, пара исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего построили компьютерные модели таламуса и коры головного мозга и изучили активность в этих областях во время искусственной версии состояния бодрствования и глубокого сна.

Во время компьютерного моделирования исследователи либо усиливали, либо ослабляли связи между нейронами в зависимости от того, насколько они были активны. Сначала они обучили смоделированную сеть в бодрствующем состоянии напрямую ассоциировать одно с другим, например, A+B и B+C.

Затем во время глубокого сна они наблюдали, как сеть самостоятельно проводит косвенные ассоциации, например, A+C. Свои результаты они опубликовали в этом месяце в журнале "Journal of Neuroscience".

Максим Баженов, доктор философии, один из исследователей, объяснил, что косвенные связи возникают потому, что нейроны, связанные с A, B и C, срабатывают в близком порядке, что называется "повторением сна", которое создает связь между всеми тремя нейронами.

"Поэтому после сна активация любой одной группы, например, A, активирует все другие связанные группы, такие как B и C", - сказал он в подготовленном заявлении.

Таламус - это часть мозга, которая воспринимает сенсорные сигналы и придает им смысл, а кора головного мозга необходима для памяти, обучения и принятия решений. Во время бодрствования наши нейроны принимают сенсорные сигналы, но именно во время глубокого сна кора головного мозга осмысливает полученную за день информацию. В это время мозг повторяет электрическую активность, называемую медленными волнами.

Повторение во сне запускает синаптическую пластичность, активность между нейронами, которая позволяет им общаться друг с другом и является основным способом, с помощью которого мозг создает, изменяет или удаляет воспоминания.

Компьютерная модель в основном помогла исследователям понять, как работает реляционная память в мозге - как мозг связывает, казалось бы, несвязанные части информации. Но она также проливает свет на то, что может не работать у людей с определенными неврологическими или психиатрическими заболеваниями, влияющими на память, такими как шизофрения или расстройство аутистического спектра.

Результаты исследования позволяют предположить, что поиск путей улучшения медленно-волнового сна у людей с такими заболеваниями может помочь их мозгу установить эти связи и улучшить их общие проблемы с памятью и созданием ассоциаций.