Wyobraź sobie, że przygotowujesz się do ważnego egzaminu. Czy warto zarywać noc na naukę, czy lepiej odpocząć? Wielu studentów, którzy doświadczyli braku snu i wpatrywali się bezradnie w arkusze egzaminacyjne, wie, że brak snu może niezwykle utrudnić zapamiętywanie informacji. Dwa nowe badania z Uniwersytetu Michigan odkrywają mechanizmy zachodzące w mózgu podczas snu i deprywacji snu, które wpływają na tworzenie wspomnień. Jak tworzą się wspomnienia?
Rola neuronów w tworzeniu wspomnień
Specyficzne neurony mogą być dostrojone do konkretnych bodźców. Na przykład, szczury w labiryncie mają neurony, które aktywują się, gdy zwierzę osiąga określone miejsca. Te neurony, zwane neuronami miejsca, są również aktywne u ludzi i pomagają w nawigacji w otoczeniu.
Co dzieje się podczas snu? Jak tworzą się wspomnienia?
„Jeśli ten neuron reaguje podczas snu, co można z tego wywnioskować?” – pyta Kamran Diba, profesor nadzwyczajny Anestezjologii w U-M Medical School. Badanie bada neurony w hipokampie – strukturze głęboko w mózgu zaangażowanej w tworzenie wspomnień. Odkryli oni sposób wizualizacji dostrajania wzorców neuronalnych związanych z lokalizacją, gdy zwierzę śpi.
Przeczytaj też: Podjadanie – mózg czy żołądek?
Hipokamp i jego rola
Rodzaj aktywności elektrycznej zwany falami ostrymi emanuje z hipokampa co kilka sekund podczas stanów odpoczynku i snu. Naukowcy zainteresowali się synchronizacją tych fal. A także tym, jak mogą przekazywać informacje między różnymi częściami mózgu. Uważa się, że te wyładowania pozwalają neuronom na formowanie i aktualizowanie wspomnień, w tym związanych z miejscem.
Badanie aktywności mózgu szczurów
W badaniu mierzono aktywność mózgu szczurów podczas snu, po ukończeniu nowego labiryntu. Używając wnioskowania statystycznego zwanego uczeniem bayesowskim, badacze po raz pierwszy byli w stanie śledzić, które neurony reagowały na określone miejsca w labiryncie.
„Załóżmy, że neuron preferuje pewien róg labiryntu. Możemy zobaczyć, że ten neuron aktywuje się z innymi, które wykazują podobną preferencję podczas snu” – tłumaczy Diba. „Metoda ta pozwala nam wizualizować plastyczność lub dryf reprezentacyjny neuronów w czasie rzeczywistym.”
Znaczenie snu dla wspomnień
Diba i jego zespół chcieli także zbadać, co dzieje się w mózgu w kontekście deprywacji snu. W drugim badaniu, również opublikowanym w Nature, porównywano ilość reaktywacji neuronów podczas snu i deprywacji snu. Odkryto, że wzorce wyładowań neuronów zaangażowanych w reaktywację i odtwarzanie doświadczenia z labiryntu były wyższe podczas snu niż podczas deprywacji snu.
Skutki niedoboru snu
Deprywacja snu prowadziła do podobnej lub wyższej liczby fal ostrych, ale o niższej amplitudzie i mocy. „W prawie połowie przypadków reaktywacja doświadczenia labiryntu podczas fal ostrych zatrymywałą się podczas deprywacji snu” – mówi Diba. Kiedy szczury pozbawione snu mogły nadrobić zaległości, reaktywacja nieco się odbudowała, ale nigdy nie osiągnęła poziomu szczurów, które spały normalnie. Odtwarzanie było podobnie upośledzone i nie zostało odzyskane po uzupełnieniu brakującego snu.
Wnioski
Reaktywacja i odtwarzanie są kluczowe dla pamięci, a wyniki badań pokazują szkodliwe skutki deprywacji snu na pamięć. Zespół Diby ma nadzieję kontynuować badania nad naturą przetwarzania pamięci podczas snu, znaczeniem reaktywacji oraz efektami presji snu na pamięć.
Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/06/240613140906.htm
