Как сон помогает нам запоминать и забывать одновременно?

Согласно новому исследованию, пока мы спим, наш мозг избавляется от ненужных воспоминаний и помогает нам формировать новые.

Можем ли мы запоминать и забывать информацию во время сна? Новое исследование заявляет, что можем. Оба процесса проходят во время разных фаз сна, как показывает исследование. Наш мозг имеет способность предлагать творческие решения проблем, когда мы меньше всего думаем о них, и, как некоторые думают, запоминать новые вещи, когда мы отдыхаем. Большая часть замечательной работы, проделываемой нашим мозгом, невидима, и это волновало учёных как минимум последние два века.

Как известно, сон и память взаимосвязаны. Так, исследования показали, что нейропластичность (способность мозга восстанавливать утраченные связи между нейронами и создавать новые, позволяющие нам узнавать новую информацию) сильно зависит от сна. Именно когда мы спим, наши синапсы отдыхают и восстанавливают пластичность. Несмотря на то, что некоторые из этих исследований предполагают, что мозг имеет возможность обучаться во время сна, доступная научная литература показывает разные результаты. Некоторые исследования смогли получить доказательства в пользу этой теории, в то время как другие нет.

Именно поэтому команда учёных из Парижа начала более углубленные исследования, происходит запоминание во время сна или нет. Они предположили, что вероятной причиной, почему разные исследования показывают разные результаты является то, что они проводились во время разных фаз сна и каждая из них имела различный эффект на способности к запоминанию. Исследователей из Высшей нормальной школы (ENS de Paris) и Университета Париж V возглавлял профессор Сид Куиде (Sid Kouider), глава Лаборатории мозга и сознания, а открытия были опубликованы в журнале Nature Communications.

Автор исследования – Томас Андриллон (Thomas Andrillon), доктор философии факультета когнитивных наук.

Изучение фаз сна

Чтобы протестировать эту гипотезу, доктор Андриллон с командой проигрывал последовательности звуков 28 пациентам во время сна. Их мозговая активность контролировалась с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которая записывала электрическую активность мозга. Используя данные из ЭЭГ, доктор Андриллон с коллегами наблюдали три фазы сна: фаза быстрого сна (РЕМ-фаза) и медленная фаза, в которую входят легкий сон и глубокий сон. РЕМ-фаза составляет примерно 25 % сна и обычно проходит между 70 и 90 минутами после того, как человек заснёт.

Медленный сон имеет несколько подфаз. По разным мозговым волнам, связанным с различными фазами сна, ЭЭГ может определить, когда человек находится в какой-то конкретной фазе. Кроме этого ЭЭГ может также определить, отвечает ли мозг на новую аудиальную информацию или же на уже изученное. Учёные рассмотрели данные ЭЭГ. Они также попросили испытуемых после пробуждения узнать звуки, которые им проигрывали во время сна и измерили их успехи через ряд тестов. Наконец, участникам несколько раз проиграли некоторые из тех же рядов звуков, чтобы посмотреть, как легко они запомнили уже представленную информацию.

Различия между фазами сна

В целом исследование показало существенные различия между фазами сна. Если испытуемые услышали ряды звуков во время РЕМ-фазы или во время лёгкого сна, им было их легче опознать. А когда они впервые услышали новые звуки во время глубокого сна, они справились намного хуже с опознаванием, когда проснулись. Эти открытия были подтверждены маркерами ЭЭГ. И, что довольно показательно, эксперименты выявили, что во время глубокого сна мозг не поощряет изучение, а подавляет его.

После пробуждения участники нашли трудным не только узнать звуки, которые им проигрывали, пока они спали, но для них и оказалось выучить их сложнее, чем абсолютно новые звуки. Получается, что роль глубокого сна заключается в подавлении ранее изученного.

Самым большим сюрпризом стала способность мозга разучиваться. Таким образом, похоже на то, что во время сна мы можем формировать новые воспоминания, запоминать информацию или же делать противоположное: подавлять воспоминания и забывать.

Эти открытия важны, так как они помогают гармонизировать две ранее противоположные теории. Одна теория, на которую ссылаются авторы, предполагает, что главная функция сна для памяти – закреплять новую информацию. Другая теория видит сон как способ отбросить бесполезную информацию, которая иначе всплыла бы и перегрузила мозг.