Вчені з французького Центру міждисциплінарних досліджень у біології з’ясували, що дельта-хвилі мозку, спостережувані на ЕЕГ людини під час глибокого сну або при впадінні в кому, не є ознакою «відпочинку кори головного мозку». Ці хвилі сприяють ізоляції кортикальних нейронних ансамблів, що грає важливу роль у формуванні довготривалої пам’яті. Стаття про це опублікована в журналі Science.
Коли ми спимо, наш гіпокамп мимовільно реактивується і формує активність, подібну до тієї, що спостерігається при пильнуванні. Гіпокамп посилає сигнали в різні відділи кори, які реагують по черзі. Потім слідує «період мовчання», що характеризується дельта-хвилями, які змінюються сигма-ритмами — «веретенами сну», відзначають перехід до швидкого сну.
Нейробіологи довго не могли зрозуміти, яку роль в цій послідовності грають дельта-хвилі, і чому цей «період мовчання» перериває обмін інформацією між корою і гіпокампом. Однак французькі вчені виявили, що фазу дельта-хвиль некоректно характеризувати як «мовчання». Дійсно, велика частина кортикальних нейронів у цей час неактивна, але частина з них працює, формуючи невеликі, злагоджено діючі групи — нейронні ансамблі. Дослідники припускають, що ці ансамблі виконують якісь важливі обчислення, будучи захищеними від перешкод, викликаних активністю більшої частини нервових клітин.
Також вчені виявили, що то, які нейрони будуть активними при дельта-фазі сну, визначається при реактивації гіпокампу. Крім того, нейронні ансамблі, створені в цій фазі, складаються з нейронів, які під час неспання брали участь у формуванні просторової пам’яті. Фахівці припускають, що всі ці елементи спільно беруть участь в процесі консолідації пам’яті — перехід інформації з короткочасної пам’яті в довготривалу, і стабілізації останньої.
Для підтвердження цієї гіпотези були проведені досліди на лабораторних щурах. Вчені змушували дельта-хвилі ізолювати в мозку тварин або випадкові нейрони, або ті, які були задіяні при реактивації гіпокампу. Гризуни, у яких були ізольовані саме нейрони, порушені при реактивації, на наступний день проходили просторові тести набагато краще, ніж ті щури, у яких були ізольовані випадкові нейрони.
Результати дослідження істотно змінюють наше розуміння функціонування кори головного мозку. Дельта-хвилі — це не «символ тиші», а засіб виборчої ізоляції нейронних ансамблів, які посилають важливу інформацію для формування і стабілізації довготривалої пам’яті.
Раніше американські вчені знайшли нейрони, що сприяють переїданню. Інша група дослідників провела тести на мишах і знайшла нейрони, які надають больовим відчуттям негативне емоційне забарвлення.