У сні наш мозок готується до майбутніх викликів: як це відбувається.

Не є новиною, що мозку необхідний сон для ефективної організації інформації, отриманої протягом дня. Якісний відпочинок відіграє важливу роль у розвитку пам'яті та успішному процесі навчання. Проте, нещодавні наукові дослідження виявили, що сон також готує нас до майбутніх викликів.

Згідно з інформацією, наданою виданням Science Alert, окрім консолідації та зберігання спогадів під час сну, дослідження вказує на те, що наш мозок активно готує нас до фіксації майбутніх подій. Це означає, що він формує простір, в який будуть занесені події, що ще тільки мають відбутись.

Пам'ять — це складний та багатогранний процес, який відіграє ключову роль у формуванні нашої особистості. На клітинному рівні вона виявляється у вигляді спеціалізованих нейронних груп, званих енграмними клітинами, котрі фізично зберігають наш життєвий досвід у форматі, що дозволяє нам згодом його відтворити.

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 створили нейронну мережу, яка імітує активність гіпокампа, прагнучи глибше зрозуміти його механізми. Ця модель виявила явища синаптичного пригнічення та масштабування, які, як відомо, впливають на нейронні зв'язки під час сну. Вони, ймовірно, грають важливу роль в організації клітин для формування майбутніх енграм, а в моделі спостерігалося, що ця функція зменшується, коли ці механізми були деактивовані.

Дослідження виявило, що енграми та їх можливі аналоги демонструють захоплюючу спільну активність під час сну після процесу навчання. Це може свідчити про певну взаємодію або навіть обмін інформацією між нейронними мережами, що стосується як минулих, так і 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 регулювання мозкової активності під час сну або його фаз може відкривати нові можливості для поліпшення пам'яті, активуючи прихований потенціал нашого мозку," - зазначає Інокучі. Однак, ці результати також підкреслюють важливість серйозного ставлення до сну. "Ми прагнемо донести до людей, що сон не лише час для відпочинку; він має критично важливе значення для обробки інформації в мозку," - додає Інокучі. Вчені сподіваються, що завдяки цим дослідженням, люди почнуть більше цінувати сон і використовувати його як важливий інструмент для покращення якості свого життя.

Раніше OBOZ.UA роз'яснював, чому ввечері багато людей стикаються з енергійним підйомом, який ускладнює процес засинання.