25 ноября, 2024 Science: медленный сон улучшил умственные способности
Александр Еникеев (Редактор отдела «Наука и техника»)
Фото: Maddi Bazzocco / Unsplash
Ученые Университета Райса, Центра восстановления нейронных систем Хьюстонской методистской школы и Медицинского колледжа Вейла Корнелла доказали, что медленный NREM-сон (сон с небыстрым движением глаз) улучшает работу мозга. Исследование опубликовано в журнале Science.
NREM-сон, являющийся более легкой стадией сна, способствует синхронизации активности мозга и улучшает процесс кодирования информации. Ученые смогли искусственно воспроизвести эти эффекты с помощью инвазивной стимуляции, что открывает возможности для новых методов лечения когнитивных расстройств и улучшения умственных способностей.
В ходе эксперимента исследователи наблюдали за нейронной активностью в мозге макак во время выполнения ими задачи визуального различения. Используя многоэлектродные массивы, они зарегистрировали активность тысяч нейронов в трех зонах мозга: первичной и средней зрительной коре, а также дорсолатеральной префронтальной коре, ответственных за визуальное восприятие и выполнение сложных функций. Макаки проходили тесты до и после 30-минутного периода медленного сна, подтвержденного полисомнографией и видеонаблюдением.
Материалы по теме:
В ногу со временем.Как технологии вернут возможность незрячим видеть, а инвалидам — свободно передвигаться12 ноября 2021
Мозговые чипы уже вживляют людям.На что они способны, какие болезни смогут вылечить и как помогут спасти жизни?13 ноября 2022
Результаты эксперимента показали, что после сна животные улучшили точность выполнения задачи визуального различения. Эти улучшения наблюдались только у тех макак, которые действительно спали — те, кто находился в состоянии тихого бодрствования, не показали аналогичных результатов. Наблюдалось увеличение низкочастотной активности дельта-волн и синхронизация нейронов во время сна, а после него — снижение синхронности, что способствовало лучшей обработке информации.
Исследователи также искусственно смоделировали эффекты сна с помощью низкочастотной стимуляции зрительной коры. Эта процедура воспроизвела десинхронизацию нейронов, наблюдаемую после сна, и улучшила выполнение задач у животных. Это предполагает, что определенные модели электрической стимуляции могут быть использованы для воспроизведения когнитивных преимуществ сна.
Полученные данные показывают, что сон позволяет мозгу перестраиваться, снижая уровень синхронности между нейронами, несмотря на их синхронизированную активность во время сна. Это может привести к разработке терапевтических методик, позволяющих улучшать когнитивные функции без необходимости спать, что особенно актуально для людей с нарушениями сна или в экстремальных ситуациях, таких как космические миссии.
Опубликовано в рубрике