Формирование воспоминаний во сне сопровождается резкими изменениями мозговой активности

Сон, как известно, играет важную роль в формировании и сохранении новых воспоминаний. Процесс консолидации памяти связан с внезапными всплесками активности головного мозга, именуемыми шпинделями сна, которые можно визуализировать и оценить с помощью электроэнцефалограммы. В ходе нового исследования, результаты которого опубликованы в журнале «Current Biology», ученые из Бирмингемского университета (University of Birmingham), Великобритания, определили, что шпиндели сна важны для укрепления новых воспоминаний, если запоминаемая информация воспроизводится человеком во время сна.

Шпиндели сна — всплески активности головного мозга длительностью 0,5–2 с в диапазоне 10–16 Гц. Ранее ученые отметили, что по количеству шпинделей сна можно прогнозировать, сколько информации человек сможет воспроизвести на следующий день. В ходе экспериментов на лабораторных животных исследователи также пришли к выводу, что шпиндели сна ассоциированы с процессом создания новых нейронных связей. Однако многие вопросы о связи шпинделей сна с формированием воспоминаний оставались без ответов.

В данной работе авторы изучали, как реактивация воспоминаний приводит к всплеску мозговой активности в головном мозге спящего человека. Для этого они разработали эксперимент, в ходе которого испытуемых научили ассоциировать конкретные прилагательные с объектами и сценами. После обучения половина участников заснула, а вторая половина осталась в бодрствующем состоянии. Тем из них, которые спали, во время сна исследователи рассказывали об ассоциативных воспоминаниях и незнакомых прилагательных. Как и ожидалось, активация воспоминаний во время сна приводила к появлению шпинделей активности головного мозга. Оценивая данные, полученные при электроэнцефалограмме, ученые заметили, что по времени появления шпинделей сна можно было определить, какие типы воспоминаний обрабатывались — объекты или сцены.

Авторы резюмировали, что полученные результаты подтверждают важную роль шпинделей сна в консолидации памяти и обработке воспоминаний. Понимание этих процессов может помочь в изучении причин трудностей при обучении, а также в разработке эффективных мер, направленных на улучшение памяти.

Как отметил руководитель исследования доктор Бернхард Старесина (Bernhard Staresina), ранее ученые уже обращали внимание на то, что целенаправленная реактивация памяти может способствовать усилению ее консолидации. Теперь же можно говорить о том, что ключевым механизмом данного процесса являются шпиндели сна. Следовательно, прямая индукция активности головного мозга, например с помощью танскраниальной электрической стимуляции и целенаправленной реактивации, может улучшить состояние памяти.

• Cairney S.A., Guttesen A., Marj N.E. et al. (2018) Memory consolidation is linked to spindle-mediated information processing during sleep. Cur. Biol., March 8 [Epub. ahead of print].
• Cell Press (2018) Cueing newly learned information in sleep improves memory, and here’s how. ScienceDaily, March 8 (http://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180308120605.htm).

Юлия Котикович