Якщо уві сні ви бачите події з минулого, то можливо це і правда не просто так. Виявилося, що під час сну мозок працює над тим, щоб закріпити й упорядкувати спогади. Насправді ученим давно відомо, що мозку потрібен сон, щоб переглянути події дня і перенести їх у відділи тривалого зберігання спогадів. Ось чому перед іспитом студентам часто радять вчитися перед сном – щоб добре запам’ятати матеріал. Однак механізм, за допомогою якого мозок зберігає спогади, погано вивчений. Нещодавно крихітні мікроелектроди, поміщені в мозок двох пацієнтів з епілепсією, вперше показали, як саме нейрони мозку активізуються під час сну, щоб «відтворити» наші короткочасні спогади й перемістити їх у постійне сховище.
Попри десятиліття досліджень, досі залишається незрозумілим, як “короткочасні” спогади витягуються, щоб стати “довгостроковими” і як потрапляють у сховище. Використання інтерфейсу мозок-комп’ютер – це захоплюючий спосіб вивчення пам’яті, оскільки він може записувати патерни активності клітин мозку, а потім шукати їх.
Відстеження окремих нейронів
Дослідження, результати якого опубліковані в журналі Cell Reports, проводилося з допомогою Брейнгейт (Braingate) – пристрою, створеного спільними зусиллями вчених з університету Брауна, Стенфордського університету та університету Кейс-Вестерн-Резерв. Останні 10 років дослідники займалися розробкою інтерфейсів мозок-комп’ютер”, які дозволяють людям з боковим аміотрофічним склерозом (ALS) та іншими неврологічними захворюваннями, черепно-мозковою травмою або втратою кінцівок використовувати мозкові сигнали для переміщення комп’ютерних курсорів, роботизованих рук та інших допоміжних пристроїв.
У ході нового дослідження хірурги імплантували крихітні електроди у верхню частину мозку двох паралізованих пацієнтів, і попросили їх думати про рух руки в певному напрямку. Відображаючи поведінку нейронів під час мислення, декодер може перевести думку в річ або в дію за допомогою роботизованих протезів та інших допоміжних пристроїв.
Як пишуть автори роботи, у різних нейронів різні бажані напрямки. Деякі збільшують швидкість повсякчас, коли людина хоче перемістити свою руку вгору; інші, коли людина хоче рухатися вправо або вліво. Тепер, завдяки виконаній роботі, за патерном активації нейронів вчені можуть визначити в якому напрямку людина збирається рухати рукою.
Під час експерименту двом пацієнтам з імплантованими пристроями було запропоновано подрімати. Під час сну їх нейронна активність реєструвалася як вихідна. Потім кожен грав у наближену за зразком електронної гри Simon 1980-х років, в якій гравцям пропонувалося повторити той же порядок легких рухів, що тільки що показала гра. Звичайно, обидва випробовуваних не рухали кінцівками, як робив це Саймон. Вони використовували свій розум, щоб повторити дії гри – в цей час нейронна активність була записана. Результати показали, що під час денного сну активність нейронів була ідентична тій, що реєструвалася під час реальної гри двох випробовуваних. Це означає, що їх мозок продовжував грати після того, як вони засипали, відтворюючи ті ж самі патерни у своєму мозку.
Вчені читають думки
Як пише Newsweek, повне розуміння того, як саме спогади зберігаються в мозку може допомогти розкрити механізм роботи основних функцій мозку. Більш того, використання такої технології для вивчення нейронної активності під час сну – безпрецедентно. Автори дослідження сподіваються, що в майбутньому зможуть розробити більш ефективні методи лікування захворювань, що викликають порушення пам’яті, таких як хвороба Альцгеймера.
Нагадаю, що сон – життєво важливий процес, в якому дослідники намагаються розібратися не перше сторіччя. Так, всього три роки тому широкій громадськості стало відомо про циркадні ритми – ритми з періодом близько 24 годин, які є у всіх живих істот на Землі і які, у тому числі відповідальні за час сну і неспання.
Натхнення: hi-news.ru