Nauka podczas snu — jak mózg przechowuje ważne informacje

Nowe badanie pokazuje, w jaki sposób ludzie uczą się we śnie i jak fazy snu to promują. Dwie różne fazy snu podczas głębokiego snu wydają się odgrywać ważną, uzupełniającą się rolę w nauce. Jeden poprawia ogólną wydajność, a drugi stabilizuje to, czego osoba śpiąca nauczyła się poprzedniego dnia.

Jak ludzie mogą się uczyć we śnie??

Naukowcy od dawna wiedzą, że dobry sen działa cuda na zdolność uczenia się nowych rzeczy. Mniej jasna była jednak rola różnych faz snu. W szczególności pojawiły się kontrowersje dotyczące względnego udziału snu z szybkimi ruchami gałek ocznych (REM), kiedy pojawia się większość snów, oraz snu nie-REM, który w dużej mierze jest pozbawiony snów. Badanie przeprowadzone przez psychologów z Instytutu Nauk Kognitywnych, Językowych i Psychologicznych na Uniwersytecie Browna dostarcza ważnych wskazówek, które mogą pomóc w rozwiązaniu debaty. Większość jej eksperymentów skupia się na wizualnej nauce. Sugeruje to, że jeden etap nie jest ważny niż drugi w nauce nowych umiejętności, ale przetwarzanie neurochemiczne odgrywa zarówno zasadniczą, jak i uzupełniającą rolę.

Zespół odkrył, że podczas gdy faza nie-REM poprawia wydajność nowo nabytych umiejętności poprzez przywrócenie elastyczności, sen REM stabilizuje tę poprawę. Ponadto ta faza snu zapobiega nadpisywaniu nowych informacji podczas późniejszej nauki. Większość snu REM występuje w ostatnich godzinach snu w taki sposób, że odkrycie to podkreśla wagę nieskrócenia tych późniejszych etapów. Kiedy ludzie śpią w nocy, istnieje wiele cykli snu. Sen REM występuje co najmniej trzy, cztery, pięć razy, zwłaszcza w późnej porze nocy. Ponadto ludzie potrzebują dużo snu REM, aby lepiej zapamiętać to, czego się nauczyli. Dlatego ten sen powinien być nieprzerwany.

Korzyści ze snu dla nauki

Psychologowie wcześniej zidentyfikowali dwie wyraźne korzyści snu dla uczenia się. Często określają pierwszą korzyść jako „poprawę wydajności offline”. Oznacza to, że nauka przed snem poprawia się po śnie bez dodatkowego treningu. Druga korzyść, uznana za odporność na zakłócenia, chroni umiejętności nabyte przed snem przed zakłóceniem lub przejęciem przez późniejszą naukę po przebudzeniu. Aby skorzystać z obu, należy znaleźć kompromis między elastycznością a stabilnością. Nauka w ciągu dnia polega na tworzeniu nowych synaps, czyli połączeń elektrycznych między komórkami nerwowymi. W związku z tym wzmocnienie istniejących synaps zależy od wielokrotnego użycia. Podczas gdy ludzie uczą się podczas snu, mózg wydaje się usprawniać swoje działania, aby pracować wydajniej.

Jedna z wiodących hipotez sugeruje, że mózg reaktywuje synapsy, które stają się silniejsze w miarę upływu dnia lub wszystkie są bezkrytycznie słabsze. Przywraca to elastyczność lub plastyczność lokalnych połączeń w mózgu i szerszych sieci, aby poprawić ogólną wydajność. Jednocześnie mózg musi stabilizować ważne synapsy podczas snu, aby zapobiec wymazaniu tego, czego nauczył się poprzedniego dnia, przez nowe doświadczenia edukacyjne.

Badacze użyli elektrod, które przyklejono taśmą do powiek i skóry głowy badanych. Umożliwiło im to określenie, kiedy badani wchodzili w różne fazy snu. Wykorzystali również technikę zwaną spektroskopią rezonansu magnetycznego. Pozwala to na pomiar względnych stężeń dwóch neuroprzekaźników (glutaminian i kwas gamma-aminomasłowy (GABA)) przetwarzających informacje wzrokowe w częściach mózgu. W sumie wyniki sugerują, że obie fazy snu są niezbędne do uczenia się nowych rzeczy. Podczas gdy mózg jest „offline”, sen inny niż REM poprawia wydajność nowo poznanych zadań. Jednak bez snu REM, który stabilizuje wspomnienia, te korzyści są tracone.