Что делают нейроны пока вы спите?

Что делают нейроны пока вы спите?

Забвение долгое время считалось пассивным процессом в мозге, но новое исследование говорит совершенно об обратном.

Что делают нейроны пока вы спите?

Пока вы спите, мозг забывает. Но до недавнего времени было неясно, как мозг решает забывать.

Ученые анализируют сон, измеряя электрическую активность нейронов вблизи внешнего слоя мозга. Количественно определяя изменения в мозговых волнах, ученые уже определили, что сон — это не один процесс. Существует два основных типа сна: REM (быстрое движение глаз) и NREM. В NREM ваше сердцебиение замедляется, ваши мышцы расслабляются, и ваши мозговые волны падают в постоянный ритм, создавая медленные волны сна. В REM произвольное движение тела парализуется, и деятельность мозга внезапно скачет.

Мы не помним каждую деталь нашей жизни: наш мозг решает, какие события важны для длительного хранения, а какие можно очистить. Итак, как мозг разделяет воспоминания между долгосрочным хранением и мусорным баком?

Сотрудничество между японскими и американскими исследователями выявило новый метод, при котором мозг активно «забывает» во время быстрого сна. Исследователи, авторы недавнего исследования, проведенного Шунтаро Идзавой и опубликованного в журнале Science, потратили годы на изучение сна и бодрствования. Они исследовали группу нейронов, которые вырабатывают меланин-концентрирующий гормон (MCH) вблизи области размером с горошину в мозге, называемой гипоталамусом, которая вырабатывает различные типы гормонов, включая те, которые необходимы для сна. Известно, что MCH-нейроны контролируют сон и аппетит, но в последнее время их изучают на предмет их участия в памяти.

Изава и другие исследователи впервые подтвердили, что нейроны, производящие MCH, посылают блокирующие сигналы в гиппокамп, структуру мозга, важную для памяти. После того, как они визуализировали взаимодействие между нейронами MCH и гиппокампом, они проверили память мышей. Они сделали это с помощью теста под названием Novel Object Recognition. В этом тесте исследователь вводит два идентичных объекта (скажем, канистры с пленкой) мыши и позволяет ей ознакомиться с объектами. На следующий день мышей подвергают воздействию тех же двух предметов, но на этот раз через десять минут один из предметов заменяется новым предметом (например, блоком Lego). Если мышь запомнит канистру с пленкой, она потратит меньше времени на ее изучение, а не на изучение нового предмета.

Изава и другие исследователи проверили воспоминания о мышах с активными нейронами MCH и без них. Удивительно, но у мышей, у которых отсутствовали MCH нейроны, было значительное улучшение памяти. Эти мыши запоминали предметы быстрее и дольше. Напротив, когда тестирование мышей с включенными нейронами MCH, их воспоминания резко упали. Эти мыши проводили одинаковое время, нюхая и облизывая старые объекты (которым они уже были представлены), как и новые объекты. Другими словами, казалось, что мыши вообще не помнят старые предметы.

В мире науки о снах нейроны MCH были довольно популярны из-за их преобладающей активности в REM. Поскольку известно, что REM играет важную роль в консолидации памяти, исследователи пытались выяснить, было ли влияние на нейроны MCH во время сна воздействовать на удержание памяти (период после изучения чего-то нового, но до длительного хранения). Исследователи могли точно контролировать, когда нейроны MCH были активны в спящей мыши, эффективно создавая «выключатель света», зависящий от времени, используя лазеры.

Результаты были феноменальными: при временном «выключении» нейронов MCH во время фазы REM мыши демонстрировали значительно увеличенную память во время тестов памяти, в то время как «выключение» нейронов, когда мыши не спали или находились в NREM, не влияло на их память.

Результаты этого исследования показывают, что нейроны MCH могут существенно ухудшить память и быстро забыть во время REM. Понимание механизмов забывания во время сна может помочь ответить на некоторые вопросы о дегенерации памяти при таких расстройствах, как болезнь Альцгеймера. Например, как пациент Альцгеймера может обрабатывать новые реакции и реагировать на них, но не может их сохранить? Это происходит из-за нейронального «выключения» или это влечет за собой множество процессов, которые исследователи еще не полностью осознают?

Сон, особенно быстрый сон, имеет много функций. Для многих из нас сны, которые мы описали бы как глубоко эмоциональные и перцептуально яркие, происходят во время быстрого сна. Ученые предполагают, что сновидения могут помочь нам лучше регулировать наши эмоции, обрабатывать страхи и травмы, а также помогают нам укреплять наши воспоминания и забывать негативные события. Изучение памяти и эмоциональной модуляции сновидений может пролить свет на такие расстройства, как синдром посттравматического стресса, а также на вовлеченную нейронную пластичность.

Сон — это обычное биологическое явление, которое мы все испытываем. Исследования, изучающие связь между памятью, сновидениями и эмоциями, могут помочь нам понять значение сна. Важность этих результатов указывает на тот факт, что мало что известно о процессе забывания, несмотря на массу знаний, которые мы имеем о памяти. Этот новый путь может помочь ученым прояснить, как и почему мы забываем, и как сон может помочь нам уничтожить «лишние» воспоминания, сохраняя при этом полезные.

Поделиться: