Тайны сна начинают разгадываться благодаря новому исследованию, которое показывает, как мозг преобразует события дня в полностью закодированные воспоминания, пока мы спим.
Появляясь в журнале Science, новые исследования показывают, что тонкая настройка этих воспоминаний происходит в периоды крайне низкой мозговой активности, когда подавляющее большинство корковых нейронов отключается, чтобы позволить выполнять свою работу только тем, кто вовлечен в создание конкретной памяти.
Ученые десятилетиями знали, что во время сна нейроны по всей коре колеблются между всплесками активности и периодами молчания.
Поскольку активной фазе непосредственно предшествует всплеск активности в гиппокампе - той части мозга, которая обрабатывает память, - давно предполагается, что это колебание каким-то образом служит для кодирования последних событий в фиксированные воспоминания.
В тихую фазу цикла нейроны по всей коре синхронизируются с самым медленным типом мозговых волн, известным как дельта-волны, ведущие ученые считают, что нейроны просто отдыхают в этот период.
Тем не менее, новое исследование впервые показывает, что не все корковые нейроны на самом деле засыпают, и что очень небольшое число на самом деле остаются активными и группируются вместе для формирования нейронных связей, которые создают специфические воспоминания.
Авторы исследования обучили крыс выполнять задачи пространственной памяти, и записали их гиппокампа и активность коры головного мозга как во время выполнения задачи и в течение первых двух часов сна.
Они обнаружили, что пока грызуны дремали, их гиппокамппитомы спонтанно повторяли те же действия, что и во время выполнения задания памяти, указывая на то, воспроизводили воспоминания об этом событии.
Как и ожидалось, это вызвало всплеск активности по всей коре головного мозга, за которым последовали дельта-волны и соответствующая нейронная тишина.
Тем не менее, каждый раз, когда это происходило, небольшое меньшинство корковых нейронов оставались активными, пока остальные спали.
Наблюдая за этим процессом, команда обнаружила, что модели активности в гиппокампе фактически предсказал, какие корковые нейроны будут оставаться активными, что позволяет им наблюдать в режиме реального времени, как краткосрочные воспоминания в гиппокампе были записаны как стабильные воспоминания в коре головного мозга.
Чтобы подтвердить свои находки, исследователи позже искусственно стимулировали кору спящих крыс, заставляя неправильные нейроны оставаться активными в дельта-фазе, и обнаружили, что это мешает животным на следующий день выполнить задачу пространственной памяти.