Сон після навчання поліпшує запам`ятовування

Відео: Музика для навчання, підвищення працездатності, засвоєння інформації

Нове дослідження виявило важливі підтвердження теорії про те, що сон допомагає закріпити в пам`яті нові знання.

Результати, опубліковані на сторінках журналу Science, показують, що сон після навчання викликає специфічні зміни в мозку - зростання з`єднань між мозковими нейронами, які допомагають передавати певну інформацію.

Провідний дослідник Вен Бьяо Ган (Wen-Biao Gan), професор нейронаук і фізіології Медичного центру Лангоне в Нью-Йорку, говорить, що вчені вже не перший рік здогадувалися про те, що сон покращує запам`ятовування нового, але ніхто не знав механізм цього явища.

«Тут ми продемонстрували, як сон допомагає нервовим клітинам формувати дуже специфічні сполуки дендритних відростків, які можуть брати участь в механізмах довгострокової пам`яті», - пояснюють учені.

В експериментах на мишах професор і його команда вперше продемонстрували, що навчання і сон викликають фізичні зміни в моторній корі - зоні мозку, яка відповідає за довільні рухи.

Виявляється, коли ми спимо, наші клітини не дрімають. Мозкові клітини годинами активно приймають інформацію під час неспання, реактівіруясь в період глибокого повільного сну - фази сну, яка характеризується повільними мозковими хвилями і сновидіннями.

Деякий час вчені вважали, що під час повільного сну ми формуємо свої нові спогади. Але як саме це відбувається фізично, було показано тільки в останньому дослідженні з використанням генетично модифікованих мишей. У мишей в мозку вироблявся флуоресціюючий протеїн, а для відстеження процесів вчені застосували лазерний скануючий мікроскоп.

При такому підході команда могла відслідковувати зростання нових з`єднань і нервових шляхів. Кожна нервова клітина мозку зазвичай має кілька тисяч дендритів, які утворюють зв`язку з іншими нейронами за допомогою синапсів, передаючи їм електричні сигнали.

Мозок утворює нові зв`язки протягом 6 годин після навчання

Дослідники навчали гризунів балансувати на циліндрі, який повинен був обертатися все швидше і швидше. Після таких тренувань вчені сканували мозок мишей. Вони відзначили, що протягом перших 6 год нервові клітини утворюють дендритні шипики - мембранні відростки, які здатні формувати синапси і з`єднуватися з іншими клітинами мозку.

Потім вчені перевіряли ефект сну. Вони натренували дві групи мишей: одна група звикла займатися на циліндрі протягом години, після чого спала по 7 годин-друга група займалася стільки ж, але після цього продовжувала 7 годин спати.

У мишей, які не спали після тренувань, дендритні шипики росли набагато повільніше, ніж в групі, яка спала після занять. Вчені також зазначили, що для різних типів навчання характерні різні типи росту дендритів.

Наприклад, біг вперед по обертається циліндру приводив до зростання дендритних шипиків на одному напрямку, в той час як інші вправи викликали зовсім інші, характерні тільки для них зміни. Дослідники припускають, що виконання специфічних завдань викликає унікальні структурні зміни в головному мозку.

«Уявіть собі дерево, у якого листя (дендритні шипики) ростуть на одній гілці, але не на інший. Коли ми вчимо щось нове, це призводить до розпускання листочків тільки на певній гілці », - каже професор Ган.

Порушення сну перешкоджає зростанню нервових зв`язків

У фінальній серії експериментів професор Ган і його колеги показали, що клітини моторної кори, які працюють під час активного навчання, реактивує під час повільного сну. А порушення сну зупиняє ріст нових дендритних відростків.

Вони зробили висновок, що під час сну має місце «нейрональної відтворення» (neuronal replay), коли мозок «повторює» те, що запам`ятав протягом дня і закріплює цю інформацію, утворюючи специфічні зв`язку в моторній корі.

Вчені дякують Національний інститут здоров`я та Фонд Whitehall за фінансову допомогу в проведенні дослідження.

У квітні 2014 року закордонні видання повідомляли ще про одне цікаве відкриття в цій галузі. Тоді вчені виявили нову форму мозкової активності, яка може бути пов`язана з формуванням спогадів. Вчені довели, що люди і тварини знають про своє місцезнаходження завдяки особливим «клітинам місця» (place cells) в гіпокампі, що працюють як нейтральні прапорці на внутрішній карті світу, подібно до того, як в Google maps можна відзначити місця, де ви бували раніше.