Ученые выяснили, как сон обострил нашу память

Мы все знаем, что если мы хотим, чтобы то, что мы узнали, оставалось в наших головах, нам нужно поспать. И хотя ученые давно поняли, что память опирается на связи, которые строятся между нейронами в мозге, до сих пор неясно, как сон помогает консолидировать эту информацию.

Теперь два исследования нашли биологические доказательства, которые объясняют вековую мудрость, что, если мы хотим вспомнить, мы должны заснуть и забыть.

Нормально хотеть знать, почему мы проводим в сознании только половину своей жизни. Недавняя гипотеза утверждает, что сон удаляет потенциально токсичные белки, которые накапливаются в мозге в течение дня.

Недавние исследования показали, что если мы не высыпаемся, мы увеличиваем риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета, не говоря уже о нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона.

Два новых исследования, проведенных американскими учеными из Университета Висконсина и Джона Хопкинса, свидетельствуют о еще одной выгоде от сна, а именно о том, что он, вероятно, «проясняет» то, чему научился в течение дня, фильтруя избыток.

Гипотеза о так называемом "синаптическом гомеостазе" не нова. Ученые из Университета Висконсина разработали его десять лет назад, предполагая, что сон уменьшает связи, которые мы развиваем между нейронами в процессе следования, чтобы сделать наши воспоминания более ясными.

Когда мы испытываем новые вещи, в нашем мозгу создаются или ослабляются связи, известные как синапсы, которые соединяют наши нервные клетки. Поведение и воспоминания, которые мы развиваем, кодируются в этих взаимосвязанных сетях нейронов, которые полагаются на размер и силу синапса, чтобы эффективно обмениваться сообщениями.

Авторы гипотезы синаптического гомеостаза утверждают, что процесс построения таких сетей, возможно, слишком активен, когда мы не спим. Сон позволяет мозгу спокойно регулировать размер сетей, которые мы строим, пока мы в сознании.

Существует достаточно доказательств того, что нейроны могут уменьшать свои синапсы, в некоторых случаях через клетки, которые патрулируют мозг, стремясь проглотить синапсы. Сравнение синапсов после периодов сна и бессонницы также может быть косвенным свидетельством того, что мозг изменяет нейронные связи, пока мы спим.

Команда из Университета Висконсина недавно добавила новые доказательства в поддержку своей гипотезы.

За последние 5 лет ученые проанализировали тонкие фрагменты мозга трех групп мышей - мышей, которые регулярно спали, мышей, которые были настороже и развлекались игрушками, и мышей, которые не спали, но без дополнительного стимула.

Синапсы в образцах от спящих мышей на 18 процентов меньше, чем у бодрствующих. Интересно, что изменения в основном затронули слабые звенья, в то время как сильные остаются невредимыми. Другими словами, установленные знания были сохранены.

Биологи Университета Джона Хопкинса подтверждают это наблюдение, но они подходят к проблеме с другой стороны. Они маркируют белки в синапсах живых мышей флуоресцентной меткой и буквально наблюдают мозг мышей во время сна. Как и следовало ожидать, если синапсы уменьшаются, маркеры уменьшаются. Дальнейший анализ показывает снижение уровня рецептора, известного как AMPA, на 20 процентов.

Затем ученые выделяют группу генетически модифицированных мышей, у которых нет вещества, которое вызывает удаление рецепторов. Эти мыши спят так же, как и другие, но уровень рецепторов в их синапсах не снижается.

Чтобы выяснить влияние этого механизма на память, ученые экспериментируют с мышами, у которых снижаются синаптические рецепторы, и с теми, у которых конкретное вещество блокирует этот процесс. В течение дня они помещали всех мышей в коробку с наэлектризованной панелью пола.

На следующий день поместите всех мышей перед первой коробкой, и они все испугаются. Когда они помещают их во вторую коробку, мыши с уменьшенными синапсами смело осматривают его изнутри, в то время как мыши, у которых процесс снова заблокирован, они снова не осмеливаются.

Хотя трудно сказать, что происходит в миниатюрном мозге грызунов, исследователи считают, что мыши второй группы были смущены сходством между коробками. Вместо четкого воспоминания о том, что произошло днем ​​ранее, они едва ли могут сказать, что важно.

Сон - невероятно сложный процесс, включающий целый комплекс биологических функций - от иммунной системы до пищеварения. Поэтому сложно указать ту или иную «причину, по которой» мы спим.

Но, учитывая влияние современных технологий на наши циклы сна, важно обратить внимание на многие преимущества полного сна.