Хорошо известно, что сон играет решающую роль в укреплении человеческой памяти, но несмотря на это, ученые все еще пытаются расшифровать механизм того, как мозг обрабатывает и "складирует" полученную нами информацию во время сна.
Новое исследование на эту тему, провели ученые калифорнийского UCLA Health и Тель-Авивского университетов.
Полученная информация может дать новые сведения о том, как глубокая стимуляция мозга во время сна способна помочь пациентам с нарушениями памяти, такими как болезнь Альцгеймера.
С помощью специальной «замкнутой» системы, которая подавала электрические импульсы в одну область мозга, ученым удалось зафиксировать синхронную активность в другой его области.
Согласно доминирующей ранее теории - мозг преобразует новую информацию в долговременные воспоминания во время сна, между гиппокампом — центром памяти — и префронтальной корой головного мозга происходит ночной «диалог», связанный с высшими функциями мозга, такими как рассуждение и планирование.
Данный процесс происходит во время фазы глубокого сна, когда мозговые волны замедляются, а активность и периоды спокойствия нейронов в разных областях мозга чередуется между собой.
«Это первое серьезное доказательство (вплоть до уровня отдельного взятых нейронов) того, что действительно существует механизм взаимодействия между центром памяти и корой головного мозга», — говорит Ицхак Фрид, директор отделения хирургии эпилепсии в UCLA Health.
«Это имеет как научную ценность с точки зрения понимания того, как работает память у людей, так и последующего использования этих знаний для реального улучшения памяти».
Как проходил эксперимент?
В ходе исследования электроды были имплантированы в мозг 18 пациентов с эпилепсией на протяжении 10 дней. Исследование проводилось в течение двух ночей и утром.
Незадолго до отхода ко сну участникам эксперимента показывали пары фотографий - животных и 25 знаменитостей, включая таких звезд шоу-бизнеса, как Мэрилин Монро и Джек Николсон.
После демонстрации фото, их тут же просили вспомнить, какая знаменитость была в паре с каким животным. Затем делали перерыв, и снова проверяли утром после ночи крепкого сна.
На следующий день, вечером перед сном им снова показывали 25 новых пар животных и знаменитостей. На этот раз, во время периода глубокого сна пациенты получали мягкую электрическую стимуляцию нейронов головного мозга электродами в течение ночи, а утром снова проверялась их способность вспоминать пары фотографий. Стимуляция работала таким образом, что все возбуждаемые электротоком нейроны должны были активизироваться синхронно.
В итоге, каждый из 18 испытуемых показал наилучшие результаты в тестах памяти после ночи сна с электрической стимуляцией, по сравнению с обычной ночью спокойного сна.
Ключевые метрики эксперимента также указывали на то, что информация распределялась между гиппокампом и по всей коре мозга.
«Мы обнаружили то, что с помощью стимуляции улучшили эту магистраль, по которой информация течет к постоянным местам своего хранения в мозгу», — говорит доктор Фрид.
Недавно Ицхак Фрид, который занимается изучением проблем улучшения памяти с 2012 года, получил грант Национального института здоровья в размере 7 миллионов долларов на изучение того, сможет ли искусственный интеллект помочь людям усилить функции памяти.
«В нашем новом исследовании мы наглядно показали, что можем улучшить память. Наша следующая задача заключается в том, можем ли мы смоделировать определенные воспоминания?».