Почему глубокий сон полезен для памяти, установили ученые

Майже 20 років відомо, що повільні, синхронні електричні хвилі в мозку під час глибокого сну підтримують формування спогадів, проте чому це відбувається, не було зрозуміло.

Пояснення знайшла команда дослідників з берлінського клінічного комплексу «Шаріте» (Німеччина). Про це повідомляє прес-служба закладу.

Згідно з дослідженням, повільні хвилі роблять неокортекс, розташування довготривалої пам’яті, особливо сприйнятливим до інформації.

Експерти вважають, що, поки ми спимо, наш мозок відтворює події дня, переміщуючи інформацію з місця короткочасної пам’яті, гіпокампу, до довгострокової пам’яті, розташованої в неокортексі.

Особливого значення в цьому процесі мають «повільні хвилі» — повільні синхронні коливання електричної напруги в корі головного мозку, що виникають у фазі глибокого сну. Їх можна виміряти за допомогою електроенцефалограми (ЕЕГ), — вказано у статті. — Хвилі з’являються, коли електрична напруга в багатьох нейронах підвищується і знижується одночасно раз на секунду.

Досі не було відомо, що саме відбувається всередині мозку під час цього процесу, оскільки вивчати потоки інформації всередині людського мозку дуже складно. Щоб встановити це, учені:

• використали неушкоджену тканину людського мозку, котра трапляється вкрай рідко. Зразки тканини були взяті у 45 пацієнтів, які перенесли нейрохірургічну операцію з лікування епілепсії або пухлини мозку у кількох медичних закладах;
• змоделювали коливання напруги, характерні для повільних мозкових хвиль під час глибокого сну в тканині, а потім виміряли реакцію нервових клітин. Для цього вони використовували скляні мікропіпетки, розташовані з точністю до нанометра;
• щоб «прослухати» комунікації між кількома нервовими клітинами, з'єднаними через тканину, учені використовували до десяти «піпеткових щупів» одночасно — надзвичайно велика кількість для цього методу, відомого як мультипатч-методика.

В результаті команда дослідників виявила, що синаптичні зв’язки між нейронами в неокортексі максимально посилюються в дуже специфічний момент часу під час коливань напруги:

• синапси працюють найефективніше одразу після того, як напруга піднімається з низького рівня до високого. Протягом цього короткого проміжку часу можна вважати, що кора головного мозку перебуває у стані підвищеної готовності;
• якщо мозок відтворює спогад саме в цей час, він переноситься в довготривалу пам’ять особливо ефективно.

Отже, повільний сон, очевидно, підтримує формування пам’яті, роблячи неокортекс особливо сприйнятливим протягом багатьох коротких періодів часу, — зазначають дослідники.

За словами учених, це відкриття може бути використане для розробки методів поліпшення пам’яті, наприклад, при легкому когнітивному порушенні у літніх людей.