Наш мозг воспроизводит новые воспоминания, когда спит

Команда экспертов, специализирующихся в области нейробиологии и компьютерной инженерии, записала, что происходит в мозге, когда человек спит, предполагая, что функция сновидения может служить способом постоянной организации новых воспоминаний и недавно полученной информации.

Каждое задание или память, с которыми сталкивается человек, соотносится с определенными нейронными схемами запуска в его мозге, и эти же шаблоны, по-видимому, воспроизводятся, когда этот человек спит в процессе, известном как «автономное воспроизведение». Оно наблюдалось у грызунов, чьи клетки головного мозга гиппокампа активировались во время отдыха в том же порядке, в каком они ранее выполняли задачу, но до сих пор это еще не было показано на людях. Теперь в статье, опубликованной в Cell Reports 5-го мая, ученые утверждают, что они обнаружили первое прямое доказательство того, что человеческий мозг также воспроизводит бодрствующий опыт во время сна.

Исследователи, работающие в рамках академического исследовательского консорциума BrainGate, используют нейротехнологии, а именно микроэлектроды, имплантированные в мозг человека, в качестве способа «декодирования» нейронных сигналов, связанных с движением конечностей и коммуникационными способностями. В случаях серьезного ослабления, такого как травма спинного мозга, испытуемые показали способность перемещать компьютерный курсор, просто думая о перемещении своей парализованной руки. Эта же технология была использована в рамках пилотного клинического испытания, чтобы определить, что такой интерфейс мозг-компьютер может показать о сновидении.

Двух участников попросили вздремнуть до и после игры в компьютерную игру. В игре четыре мигающих огня загораются по определенной схеме, которую игроки должны повторить, последовательно нажимая на световые панели. Тем не менее, участники исследования играли с умом, представляя, как компьютерный курсор перемещается к разным целям и как можно быстрее «поражает» их. После игры участникам было предложено немного вздремнуть, прежде чем играть в другом раунде, а затем снова отдохнуть, пока исследователи регистрировали пики активности отдельных нейронов из их моторной коры.

«Существует не так много сценариев, когда человеку имплантируют многоэлектродную матрицу, где электроды достаточно малы, чтобы можно было обнаружить активацию отдельных нейронов», – сказал соавтор Яросевич, отметив, что исследование является «беспрецедентным» в том смысле, что в нем использовались электродные матрицы, пригодные для отслеживания нейронных записей в мозге. Как правило, медицинские электроды слишком велики, чтобы отслеживать пиковую активность отдельных нейронов.

Одни и те же паттерны запуска нейронов наблюдались как во время игры, так и во время отдыха, что позволяет предположить, что участники, по сути, играют в игру во сне.

«Это первое доказательство того, что у людей мы также видим переигровку во время отдыха после обучения, которая может помочь закрепить эти воспоминания», – сказал Яросевич. «Все механизмы консолидации памяти, связанные с воспроизведением, которые мы изучали на животных все эти десятилетия, на самом деле могут распространяться и на людей».

Участники исследования также с большей вероятностью успешно повторяли мигающую скороговорку после отдыха, что также позволяло предположить, что они воспроизводили то, что узнали во сне. Исследователи добавляют, что это подчеркивает важность сна и его полезную роль в когнитивной деятельности.

DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107581

Вас также может заинтересовать:

• Клетки в сетчатке подавляют деятельность мозга для модуляции циркадных ритмов
• Новый метод сна усиливает способность мозга сохранять воспоминания
• Спонтанные «микро-землетрясения» в мозге помогают вам спать
• Через 15 лет мы сможем загрузить знания в наш мозг