Новые доказательства консолидации памяти во время сна

Имплантаты мозга позволили ученым впервые увидеть «автономное воспроизведение»

В то время как большинство вещей, которые мы испытываем каждый день, быстро забываются, другие сохраняются в виде долговременных воспоминаний посредством процесса, известном как консолидация памяти.

Теперь ученые зафиксировали первые прямые свидетельства у людей «автономного воспроизведения» — воссоздание мозгом переживаний во время сна, чтобы помочь закрепить события в нашей памяти.

Это открытие позволяет по-новому взглянуть на все еще в значительной степени загадочный процесс консолидации памяти, а также свидетельствует о том, что мы не должны сбрасывать со счетов ценность хорошего ночного сна. 

Наблюдение за консолидацией памяти

Когда крысы испытывают что-то во время бодрствования, их мозг запускает нейроны по определенной схеме.

Когда они спят, их мозг запускает тот же самый паттерн нейронов в рамках процесса консолидации памяти — это автономное воспроизведение.

Мы знаем, что это происходит с крысами и некоторыми другими животными, потому что мы видели доказательства этого, и ученые давно предположили, что человеческий мозг делает то же самое.

Однако им никогда не удавалось уловить эту ключевую часть консолидации памяти в действии у людей — современные технологии визуализации мозга не обладают пространственным разрешением, необходимым для этой задачи.

В этом новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports, команда ученых из Массачусетской больницы общего профиля и медицинского технологического стартапа NeuroPace использовала другой подход.

Вместо того, чтобы пытаться записывать паттерны с помощью неинвазивных технологий визуализации, таких как ЭЭГ или фМРТ, они искали их с помощью мозговых имплантов.

Многоцелевые имплантаты головного мозга

В исследовании участвовало всего два участника, у обоих из которых уже были имплантированы датчики в мозг в рамках отдельного клинического испытания, посвященного интерфейсам мозг-компьютер.

«Существует не так много сценариев, в которых человек имеет многоэлектродную матрицу, где электроды были бы достаточно крошечными, чтобы иметь возможность обнаруживать возбуждающую активность отдельных нейронов», — сказала первый автор Беата Ярошевич в пресс — релизе. «Вот почему это исследование является беспрецедентным».

Пока они играли в игру и во время сна после игры, ученые наблюдали появление тех же закономерностей.

Ученые попросили участников вздремнуть до и после выполнения задания, похожего на электронную игру «Саймон»: четыре панели, каждая разного цвета, загорались в определенной последовательности, и участник должен был повторить эту последовательность в обратном направлении.

Однако вместо того, чтобы на самом деле нажимать на физические панели, участники наблюдали, как цвета загораются на экране, а затем представляли, как перемещают курсор руками, чтобы щелкнуть по панели в правильном порядке.

Ученые использовали мозговые имплантаты участников для изучения паттернов возбуждения нейронов в их мозге, как во время игры, так и во время сна после игры, и увидели, как проявляются те же паттерны — свидетельство того, что мозг «воспроизводил» игры, пока участники спали.

«Это первое прямое доказательство того, что у людей мы также видим воспроизведение во время отдыха после обучения, которое может помочь консолидировать эти воспоминания», — сказала Ярошевич. «Все связанные с воспроизведением механизмы консолидации памяти, которые мы изучали на животных в течение всех этих десятилетий, могут фактически распространяться и на людей».

Обучение во время сна

Теперь, когда у них есть доказательства автономного воспроизведения у спящих людей, следующим шагом ученых станет выяснение того, как это связано с консолидацией памяти.

Одна область интереса, по словам Яросевич Gizmodo, — это связь между силой воспроизведения и уровнем, до которого память выжигается в мозге человека.

«В будущих исследованиях можно было бы дополнительно изучить эту взаимосвязь, например, повторно протестировав участников на повторных последовательностях после их послематчевого сна»

консолидация памяти
Художественная визуализация эксперимента по консолидации памяти.

«Мы также хотели бы посмотреть, как воспроизведение развивается в течение более длительных периодов и различных стадий сна, — продолжила она, — включая ночной сон, и изучить, как воспроизведение может иметь отношение к таким явлениям, как сновидения».

Однако, основываясь на обнаруженных до сих пор доказательствах, похоже, что сон может играть роль в закреплении информации в мозге, а это означает, что хороший ночной сон может улучшить ваши когнитивные способности во время теста или собеседования.

Рейтинг
Загрузка ...
Журнал MAGAZINE.TOWN