Чем занят мозг пока мы спим

Житейская мудрость: чтобы хорошо сдать экзамен, не следует всю ночь перед ним сидеть над учебниками. Достаточно просто хорошо выспаться - все равно ничего из прочитанного ночью утром вспомнить не удастся. Что интересно, наука соглашается с приметой.

Бихевиоральная психология подтверждает положительное влияние сна на способность запоминать информацию. Однако исследователи до сих пор не могут прийти к единому мнению по поводу того, за счет чего достигается этот положительный эффект. По мнению одной группы ученых, именно во время сна формируется долгосрочная память. Однако другие полагают, что запоминание и формирование долгосрочной памяти происходит в течении дня, а во время сна идет своего рода "редактирование", отсеивание лишней информации.

Чтобы выяснить, кто прав, нужно проследить за процессами, происходящими в мозге спящего человека, что до недавнего времени было довольно трудно. Однако, после десятилетия исследований группе бельгийских ученых во главе с доктором Пьером Маке (Pierre Maquet) удалось зафиксировать изменения мозговой деятельности во время сна. Для этого принимавшим участие в опыте людям приходилось засыпать в огромной и довольно шумной машине для сканирования мозга - идеальный вариант для сбора учеными нужной информации. Результаты исследования были оглашены на конференции Организации по Исследованию Мозговой Деятельности в Японии.

Бельгийские ученые были в большей степени заинтересованы той стадией сна, которую принято называть "быстрым сном". Именно на этой стадии человек видит сновидения, в это время его мозг и тело активны, сердечный ритм и показатели кровяного давления несколько повышены. Зрачки во время быстрого сна двигаются за закрытыми веками, как при просмотре кино, а волны, отражающие мозговую активность, практически идентичны тем, что наблюдаются во время бодрствования. Это период сна обычно длится от 10 до 25 минут, и сны, которые видят люди в это время, - воспроизведение событий прошедшего дня, однако (особенно, в случаях, когда задействовано подсознание), после пробуждения спавшему редко удается вспомнить сам сон.

Доктор Маке и его коллеги использовали в своем исследовании электронный томограф - с помощью этого прибора они изучали мозговую деятельность человека в период бодрствования, при выполнении специального несложного теста, и затем во время сна. Задание состояло в том, что тестируемому нужно было как можно быстрее среагировать (нажать на кнопку), когда загорался свет в однм из шести источников. По мере привыкания к заданию время реакции сокращалось. Людям, принимавшим участие в опыте, не было сказано заранее, что в нескольких случаях свет загорается в определенной последовательности, с определенными промежутками, - согласно своего рода "искусственной грамматике", по словам доктора Маке.

И несмотря на это, люди показывали лучшую реакцию (по сути, учились быстрее) в том случае, когда в загораниях света присутствовала схематичность, "грамматика". Другими словами, опыт показал возможность несознательного обучения, запоминания информации.

Сканирование при помощи томографа показало, небольшой участок мозга, cuneus (так называемый клин), находящийся в затылочной части мозга, был активен как во время четырехчасовых дневных тестов, так и в течение быстрого сна, однако во время всех остальных стадий сна активности этого участка мозга замечено не было. Кроме того, сканирование выявило, что активность клина у людей, в тестовых заданиях которых присутствовала "искуственная грамматика", существенно превышала аналогичные показатели у тех, кто видел световые сигналы, появляющиеся случайным образом.

Что ещё более интересно, помимо клина, активность проявляли другие участки мозга, отвечающие за запоминание грамматических структур и последовательностей, исходя из проведенных ранее исследований. Таким образом, оказалось, что теория о "редактировании" во сне информации, полученной за день, не вполне состоятельна, так как она не могла бы объяснить связи между активностью участков мозгаи степенью хаотичности полученной во время теста информации. Более того, у первой группы тестируемых (с искусственной грамматикой) после сна значительно улучшались показатели реакции - несознательно отложившаяся в памяти последовательность, освеженная сном, помогала реагировать на вспышки ещё быстрее.

Ученые сделали следующий вывод: нервные окончания, задействованные при процесе запоминания, "тренируются" во время быстрого сна, особенно в тех случаях, когда мозгу удается вычислить и запомнить структуру, внутреннюю логику предлагаемого к изучению материала. Если иллюстрировать этот вывод примером, можно сказать: студентам, готовящимся к сдаче экзамена по математике, можно накануне спокойно ложиться спать, не опасаясь, что вместо заученных формул и определений на следующее утро они вспомнят содержание радиопередачи соседа-полуночника.

Источник:
по материалам сайтов Economist.com и Nature.com.