Новости и мнения

Изучение роли сна в памяти и обучении

Исследование показывает, что активность вегетативной нервной системы во время сна может помочь объяснить различия в степени, в которой поведение способствует консолидации памяти.

Sleep is known to aid memory and learning . Сон, как известно, помогает памяти и обучению . Например, люди, которые изучают что-то, спят на нем и проходят тестирование на материале после того, как просыпаются, имеют тенденцию работать лучше, чем те, кто не спит в промежуточный период.

Однако внутри этого общего феномена есть много необъяснимых изменений. Калифорнийский университет в Риверсайде, исследователь сна Сара Медник, задалась вопросом «что еще может произойти в этот период сна, который помогает воспоминаниям людей», сказала она The Scientist. Как выясняется, активность вегетативной нервной системы (АНС) объясняет большую часть этого изменения, Медник и коллеги показывают в статье, опубликованной сегодня (13 июня) в PNAS . Исследователи измерили не только электрическую активность мозга во время сна, но также и работу сердца, предоставив показатель активности ANS. Они обнаружили, что вариация частоты сердечных сокращений составляла большую часть ранее необъяснимых изменений в том, насколько хорошо люди выполняли тесты памяти и творчества после дремоты.

«Существует хорошая вероятность, что эта дополнительная мера [вариабельность сердечного ритма] может помочь учесть противоречивые результаты в литературе по консолидации памяти, зависящей от сна», – исследователь сна и познания Ребекка Спенсер из Университета Массачусетса, Амхерст, которая не участвовала в работе, написал по электронной почте. «Возможно, мы уделяем слишком большое внимание физиологии сна из ЦНС [центральной нервной системы] и игнорируем значительную роль АНС».

Авторы «добавляют к существующей группе литературы, показывающей, что сон важен для памяти, исследуя не только то, что мозг делает во время сна, но и то, что делает тело», исследователь сна Университета Брауна Джаред Салетин , который также не участвовал в работа, рассказал ученый .

Группа Медника ранее обнаружила, что отдых улучшает показатели человека на творческом индикаторе, называемом «Тест удаленных сотрудников» (RAT), в котором людям дают три слова (например, « cookie-файлы» , « шестнадцать» и « сердце» ) и просит предоставить четвертое слово, которое относится к всем трем ( сладким ). Участники исследования, проводившие тест RAT и аналогии, либо вздремнули на 90 минут, либо не спали, прежде чем повторить тест RAT. В этой второй крысе некоторые вопросы были совершенно новыми, в то время как другие повторялись после первой оценки. Другие вопросы все еще были новыми, но сопровождались ответами на вопросы из теста на аналогию («загрунтованные» вопросы). Дремал и не дремал участники показали одинаковое улучшение на повторяющихся вопросов. Только дремлющие участники, которые вошли в сон с быстрыми движениями глаз (REM), продемонстрировали улучшенную работу по основным вопросам. По новым вопросам ни одна группа не улучшилась вообще, отметила соавтор исследования Лорен Уайтхерст из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Другие группы, исследующие как животных, так и людей , обнаружили связь между активностью парасимпатической ветви вегетативной нервной системы и памятью. Отдельно, исследователи выявили связь между повышенной вариабельностью сердечного ритма и улучшенной когнитивной функцией у участников исследования бодрствования. Салетин объяснил, что повышенная вариабельность сердечного ритма указывает на расслабленное сердце и снижение возбуждения ВНС. Меньшая изменчивость «означает, что сердце в основном работает больше: оно более напряжено, его толкают сильнее», добавил он.

Соединяя эти два результата, Медник и его коллеги считали высокочастотную вариабельность сердечного ритма заменой парасимпатической активности ВНС. Исследователи пытались проверить, может ли вариабельность сердечного ритма быть связана с консолидацией памяти во время сна.

Для настоящего исследования исследователи повторили свои эксперименты на основе RAT, за исключением этого времени, в дополнение к мониторингу электрической активности мозга с помощью электроэнцефалограммы, они также измеряли сердечную деятельность с помощью электрокардиограммы. Затем команда сравнила производительность между nappers и non-nappers. Команда Медника обнаружила, что по заданным вопросам у наперсантов лучше, чем у не напперов. Обе группы существенно не различались по своим показателям по повторным или новым вопросам.

Кроме того, в подгруппе nappers исследователи использовали регрессионный анализ для корреляции, в первую очередь, только с переменными сна, затем с переменными сна плюс вариабельность сердечного ритма с улучшением производительности на второй RAT. Примечательно, что вариабельность сердечного ритма во время сна объясняла большую часть различий в улучшении производительности после выполнения заданий в творческом плане: хотя на одни только переменные сна приходилось 46% различий в улучшении производительности по заданным вопросам, учитывались переменные сна плюс вариабельность сердечного ритма. для 73 процентов дисперсии. Включение вариабельности сердечного ритма увеличило дисперсию, объясненную для повторных вопросов RAT, с 26 до 58 процентов.

«В настоящее время это в основном коррелятивное исследование, которое не определяет причинно-следственные связи», – сказала The Scientist в электронном письме Анита Люти , исследователь сна и памяти в швейцарском университете Лозанны, которая не участвовала в работе.

Люти отметил ограничение работы. «Исследование сосредоточено на задаче, которая включает не только мнемонические, но и творческие аспекты. Было бы интересно взглянуть на роль вариабельности сердечного ритма при выполнении простых, декларативных задач памяти », – отметила она. «Более сложные задачи, используемые здесь, также потребуют, чтобы предметы оценивались с точки зрения параметров, связанных с их интеллектом и мотивацией».

Затем команда Медника планирует попробовать заблокировать или усилить активность парасимпатической нервной системы во время сна, чтобы оценить влияние этих процедур на память.

Л. Уайтхерст и др., «Вегетативная активность во время сна предсказывает консолидацию памяти у людей», PNAS, doi: 10.1073 / pnas.1518202113, 2016.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *