Во время сна мозг пытается предугадать будущее

Иногда случается, что вы просыпаетесь с решением проблемы, которая всего несколько часов назад казалась неразрешимой: это происходит потому, что во время сна мозг не только закрепляет память о прошлом опыте, но и пытается предугадать будущие. Об этом свидетельствует исследование на крысах, опубликованное в журнале Nature исследователями из Университета Райса и Мичиганского университета.

Результаты дают новое представление о том, что делают отдельные нейроны в гиппокампе крыс, чтобы стабилизировать и калибровать представление окружающей среды во время сна, после того как животное побывало в незнакомом месте. Исследователям удалось получить это, отслеживая определенные мозговые волны, которые служат для закрепления новых воспоминаний. «Впервые в этой работе мы наблюдали, как эти отдельные нейроны стабилизируют представления пространства во время отдыха», – говорит биоинженер Калеб Кемер из Университета Райса. Однако любопытство исследователей зашло гораздо дальше. «Мы предполагали, что некоторые нейроны могут изменить свои представления, отражая опыт, который мы все получили, когда проснулись с новым пониманием проблемы», – объясняет Кемере. Чтобы продемонстрировать это, исследователи научили крыс двигаться вперед и назад по приподнятой дорожке и наблюдали за электрической активностью отдельных нейронов в гиппокампе. С помощью статистического расчета они поняли, какие участки пути представляет каждый нейрон, и благодаря алгоритму машинного обучения смогли установить, в каком месте мечтает оказаться животное. Эта методика позволила подтвердить, что пространственные представления, сформированные во время переживания новой среды, стабильны в течение нескольких часов постпереживательного сна, но не только. Во время отдыха некоторые нейроны производят изменения, и когда крыс снова помещают в новую среду, эти изменения отражают то, чему они научились во время сна. «Это как если бы второй контакт произошел, когда животное спало», – подчеркивает Кемере. Это важно, поскольку впервые демонстрирует, что нейропластичность, то есть ремоделирование связей мозга, происходит не только во время бодрствования при наличии внешних раздражителей, но и во время сна.