Ученым давно известно, что сон играет важную роль в формировании и сохранении новых воспоминаний. Этот процесс консолидации памяти связан с внезапными всплесками осцилляторной активности мозга, называемыми веретенами сна, которые можно визуализировать и измерить на электроэнцефалограмме (ЭЭГ). Теперь исследователи, сообщающие в Current Biology от 8 марта, обнаружили, что веретена сна также играют роль в укреплении новых воспоминаний, когда недавно усвоенная информация воспроизводится человеку во время сна.
Полученные данные позволяют по-новому взглянуть на процесс консолидации памяти во время сна. По словам исследователей, они также могут предложить новые способы помочь людям лучше запоминать вещи.
"Хотя ранее было показано, что целевая реактивация памяти может повысить консолидацию памяти во время сна, теперь мы показываем, что шпиндели сна могут представлять ключевой базовый механизм," говорит Бернхард Старезина из Университета Бирмингема в Соединенном Королевстве. "Таким образом, прямая индукция сонных веретен – например, посредством транскраниальной электрической стимуляции – возможно, в сочетании с целевой реактивацией памяти, может позволить нам еще больше улучшить производительность памяти во время сна."
Сонные веретена – это всплески активности мозга от полсекунды до двух секунд, измеряемые в диапазоне 10-16 Гц на ЭЭГ. Они возникают во время второй и третьей стадий сна с медленным движением глаз. Более ранние исследования показали, что количество веретен в течение ночи может предсказать память человека на следующий день. Исследования на животных также связали веретена сна с процессом, с помощью которого мозг устанавливает новые связи. Но многие вопросы о связи между веретенами сна и реактивированными воспоминаниями во время сна остались.
Старезина вместе со Скоттом Кэрни из Йоркского университета, Великобритания, подозревали, что экспериментальная реактивация воспоминаний может привести к всплеску сонных веретен в мозгу спящего человека. Чтобы выяснить это, они разработали эксперимент, в ходе которого люди научились связывать определенные прилагательные с определенными объектами и сценами. Некоторые участники исследования затем взяли 90-минутный сон после учебной сессии, тогда как другие не спали. Пока люди дремали, исследователи использовали эти ассоциативные воспоминания и незнакомые прилагательные.
Как и ожидалось, исследователи увидели, что сигналы памяти приводят к увеличению количества веретен сна. Интересно, что паттерны ЭЭГ во время вращения шпинделей позволили исследователям определить, какие типы воспоминаний – объекты или сцены – обрабатывались.
По словам исследователей, полученные данные подтверждают важную роль шпинделей сна в обработке информации для консолидации памяти.
"Наши данные показывают, что шпиндели облегчают обработку соответствующих функций памяти во время сна и что этот процесс способствует консолидации памяти," Старезина говорит.
По мнению исследователей, это новое понимание того, как мозг обычно обрабатывает и укрепляет воспоминания во время сна, может помочь объяснить, как этот процесс может идти не так, как надо, у людей с трудностями в обучении. Это также может привести к разработке эффективных вмешательств, направленных на улучшение памяти для получения важной информации.