Ученые раскрыли тайну эффективности мозга во время медленного сна

Фото из открытых источников

Нейрологи из Rice University провели исследование, раскрывающее, как фаза медленного сна (NREM) помогает мозгу улучшать нейронную и поведенческую производительность. Результаты опубликованы на портале Science.

Фаза NREM — это состояние легкого сна, сопровождающееся медленными движениями глаз. Этот тип сна часто сравнивают с дремотой, однако его влияние на мозг оказалось гораздо глубже.

В эксперименте участвовали макаки, которые выполняли задачи на различение визуальных объектов до и после короткого 30-минутного сна. Ученые фиксировали активность тысяч нейронов в трех ключевых областях мозга:  

- Первичная зрительная кора, отвечающая за базовую обработку визуальной информации.  

- Средняя зрительная кора, связанная с более сложной интерпретацией визуальных данных.  

- Дорсолатеральная префронтальная кора, отвечающая за исполнительные функции, включая самоконтроль и принятие решений.  

Для регистрации активности нейронов использовались многоэлектродные массивы, а полисомнография и видеоанализ помогли убедиться, что животные действительно спали, а не просто отдыхали.

Исследования показало, что макаки, которые заснули, показали улучшение точности в визуальных задачах. Однако у тех, кто находился в состоянии тихого бодрствования, подобного эффекта не наблюдалось.  

Исследователи зафиксировали следующие изменения в мозге во время сна:  

- Рост активности низкочастотных дельта-волн.  

- Синхронизация работы нейронов в разных участках коры.  

После сна нейроны начали работать более независимо друг от друга, что улучшило их способность к обработке информации.  

Интересно, что эффект NREM удалось воспроизвести у бодрствовавших животных с помощью низкочастотной электрической стимуляции зрительной коры. Это открывает перспективы создания методов, позволяющих улучшать когнитивные функции без необходимости сна.

Открытие ученых может лечь в основу новых технологий для стимуляции мозговой активности, что особенно актуально в условиях современного ритма жизни, когда сон часто становится дефицитом.