“Вічне сяйво чистого розуму”: Що робить мозок під час сну і чи можна стерти спогади - нове дослідження

Хоча давно існують припущення, що наш мозок згруповує щоденні події, коли ми спимо, нове дослідження вперше демонструє цей процес у дії. Вчені змогли зміцнити спогади учасників дослідження під час сну, синхронно стимулюючи певні частини їхнього мозку, передають Патріоти України.

Усі учасники мали важку епілепсію та погодилися брати участь у дослідженні, перебуваючи під наглядом стосовно можливих судом.

“Існувала домінуюча теорія про те, як мозок консолідує спогади під час сну, яка була припущена в польових умовах, але не була перевірена причинно-наслідковим шляхом. Це пряма перевірка цієї теорії”, — сказала Анна Шапіро, професорка психології Пенсильванського університету, яка не брала участі в дослідженні, але закликала до подібних аналізів.

Оскільки події відбуваються протягом дня, вони записуються в області мозку, яка називається гіпокамп. Потім, під час сну, мозок консолідує та передає ці спогади в інший відділ, який називається неокортексом, де вони зберігаються надовго. Після збереження спогади більш стабільні, і їх можна відновити пізніше.

“Це дослідження допомагає прояснити, як цей процес може відбуватися”, — сказала Шапіро.

Як проходило дослідження

Хоча всі ми робимо це щодня, сон ховає безліч таємниць. “Багато речей відбувається під час сну”, — сказав старший автор дослідження Іцхак Фрід, нейрохірург Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.

Лікуючи пацієнтів з епілепсією, Фрід часто встановлює електроди в їхній мозок і спостерігає за ними протягом кількох днів, щоб визначити осередок їхніх нападів. Поки вони нудьгують, чекаючи нападів, він просить їх взяти участь у його дослідженні роботи пам’яті.

Як правило, він вивчав їх у стані, коли вони не спали, шукаючи, як мозок перетворює інформацію, коли хтось намагається запам’ятати її. “Пацієнти можуть сказати нам, коли вони щось згадують”, — зазначив він.

Для цього дослідження, опублікованого в “Nature Neuroscience”, він і його співробітники, в тому числі Майя Гева-Сагів і Юваль Нір, відстежували мозкову активність цих пацієнтів під час найглибшої фази сну, коли спогади, як вважається, консолідуються та зберігаються.

Оскільки в цей час мозок надсилає хвилі різної частоти, Фрід вирішив стимулювати відповідні області синхронно, що він порівняв із диригентом, який керує оркестром.

Перед сном учасникам показали парні фотографії відомих знаменитостей і тварин. Коли їм показали зображення наступного ранку, ті, хто отримував синхронізовані сигнали під час сну, краще запам’ятали, які зображення вони бачили минулої ночі.

Учасники нічого не відчувають під час стимуляції. Мозок відтворює події під час сну, але не так, як вони відбулися того дня. “Це має бути ефективнішим”, — сказав Фрід.

Чому це важливо

Депривація сну змушує клітини мозку працювати повільніше, сказав Фрід, пояснюючи, чому денна функція падає через брак сну. За словами Фріда, у людей із захворюваннями, пов’язаними з пам’яттю, такими як хвороба Альцгеймера та Паркінсона, часто порушується сон, що погіршує стан хворого.

Фрід сподівається, що завдяки кращому розумінню зв’язку між сном і пам’яттю вчені колись зможуть допомогти людям із розладами пам’яті.

Він порівняв ефект стимуляції зі слуховим апаратом, який посилює звук, щоб допомогти людям чути. “В принципі, було б цікаво, якби ви могли посилити пам'ять”, — сказав він.

Теоретично подібний підхід також можна використати для ідентифікації ланцюга в мозку, який кодує жахливі спогади — наприклад, про війну чи насильство — та використовувати стимуляцію, щоб стерти або перекодувати цю пам’ять.

Нещодавно Фрід отримав грант у розмірі 7 мільйонів доларів на нове дослідження — чи може штучний інтелект допомогти визначити та зміцнити певні спогади в мозку.

Зараз технологія стимуляції мозку вимагає складної операції з імплантації електродів глибоко в мозок, прокоментував дослідник.

“Якщо цю технологію зробити більш мінімалістичною, а потім поєднати її з інструментом глибокого навчання та штучного інтелекту, можна створити дуже потужну систему, яка зможе допомагати людям”, — сказав Фрід.

Довідково: Гіпокамп є дуже важливою структурою пам'яті зі зв'язками, які відрізняються для різних типів пам'яті. Розмір гіпокампа при психічних розладах, що впливають на пам'ять, менше норми, що робить його важливим діагностичним критерієм.

Неокортекс відповідає за вищі когнітивні функції (мова, письмо, вирішення завдань), а також управляє аналітичним і математичним мисленням.

Депривація сну — нестача або цілковита відсутність задоволення потреби у сні. Може виникнути як результат розладів сну, усвідомленого вибору або примусово, при тортурах і допитах. Позбавлення сну також іноді застосовується для лікування при депресивних станах.

Хронічне обмеження сну може викликати втому, денну сонливість, незграбність, призводити до збільшення ваги та загалом негативно впливає на мозок і когнітивні функції.