Brain Research: быстрая консолидация памяти остается нетронутой при аутизме

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Brain Research, пролило свет на то, как процессы памяти работают у людей с разной степенью аутистических черт, включая тех, у кого диагностировано расстройство аутистического спектра (РАС). Исследование показывает, что сверхбыстрая консолидация памяти — процесс, посредством которого мозг стабилизирует и улучшает обучение во время коротких пауз — функционирует одинаково у нейротипичных людей и людей с РАС. Это открытие подчеркивает, что обе группы демонстрируют нетронутую динамику обучения и памяти, бросая вызов предположениям о том, что аутизм может изменить эти процессы.

Авторы нового исследования стремились углубить понимание того, как работают процессы обучения и памяти, в частности механизмов, которые позволяют мозгу оптимизировать и сохранять информацию.

«Наш мозг постоянно изучает и обрабатывает информацию из окружающей среды», — объяснил Дежё Немет из Лионского центра нейронауки в INSERM. «На основе этой информации наш мозг конструирует модели окружающего нас мира. Мы воспринимаем нашу физическую и социальную среду через эти модели. Консолидация памяти играет решающую роль в этом процессе и представляет собой одну из самых значительных научных задач в когнитивной психологии и нейронауке. Как работает консолидация памяти? Каковы ее временные свойства?»

Чтобы изучить эти вопросы, ученые изучили, как аутичные черты могут влиять на сверхбыструю консолидацию памяти — процесс, при котором вновь полученная информация стабилизируется в течение нескольких секунд или минут после обучения.

РАС — это нейроразвивающееся состояние, характеризующееся трудностями в социальной коммуникации, ограниченным и повторяющимся поведением и сенсорной чувствительностью. Оно существует в спектре, то есть люди с аутизмом могут проявлять широкий спектр способностей и характеристик. Однако аутистические черты, такие как сильная сосредоточенность на определенных интересах или повышенная чувствительность к сенсорному входу, не являются исключительными для тех, у кого диагностировано РАС. Эти черты различаются по интенсивности среди населения в целом, образуя континуум, а не бинарное различие.

Консолидация памяти относится к процессу, посредством которого мозг преобразует хрупкие, краткосрочные воспоминания в стабильные, долгосрочные. Этот процесс часто разворачивается в два этапа: онлайн-обучение, которое происходит активно во время практики, и офлайн-обучение, когда мозг продолжает обрабатывать и закреплять информацию в периоды отдыха или сна. Традиционно консолидация изучалась в течение более длительных периодов времени, таких как часы или дни.

Однако сверхбыстрая консолидация памяти фокусируется на процессах стабилизации, которые происходят в течение гораздо более коротких интервалов, таких как секунды или минуты. Считается, что эта быстрая консолидация включает нейронное воспроизведение, когда мозг повторно активирует и усиливает недавно закодированную информацию во время коротких периодов отдыха. В двух отдельных исследованиях ученые изучали сверхбыструю консолидацию, измеряя «микро-оффлайн-приросты» или улучшения производительности во время коротких периодов отдыха между блоками учебной задачи.

В первом исследовании приняли участие 166 нейротипичных взрослых с различными уровнями аутичных черт, оцененных с помощью коэффициента аутистического спектра. Во втором исследовании приняли участие 22 взрослых с диагнозом РАС и 20 нейротипичных контрольных лиц.

Участники выполнили вероятностную задачу обучения под названием Alternating Serial Reaction Time task. Эта хорошо известная задача измеряет два типа обучения: статистическое обучение и зрительно-моторную производительность. Статистическое обучение относится к способности обнаруживать и реагировать на закономерности в последовательности стимулов, в то время как зрительно-моторная производительность фиксирует общие улучшения скорости реакции, не связанные с распознаванием образов.

Во время задания участникам был представлен ряд визуальных стимулов, каждый из которых требовал соответствующего ответа на клавиатуре. Участники не знали, что некоторые стимулы следовали предсказуемой последовательности, в то время как другие были случайными.

Результаты показали, что участники, независимо от уровня аутистических черт или диагноза РАС, продемонстрировали значительное обучение и консолидацию памяти во время выполнения задания. Как нейротипичные люди, так и люди с РАС продемонстрировали статистическое обучение, о чем свидетельствует более быстрое время реакции для предсказуемых последовательностей. Аналогичным образом, зрительно-моторная производительность улучшилась, поскольку участники стали быстрее в целом. Важно, что степень сверхбыстрой консолидации памяти во время перерывов, отраженная в микро-оффлайн-приростах, не различалась в зависимости от аутистических черт или диагноза РАС.

«Широко известно и часто упоминается в учебниках, что консолидация памяти занимает много времени — обычно 10–12 часов — и часто связана с потребностью во сне», — сказал Немет. «Однако недавние исследования показали, что даже несколько секунд могут играть решающую роль в консолидации памяти. Несколько коротких перерывов, например, в одну минуту, во время процесса обучения значительно улучшают сохранение памяти».

«Эти короткие офлайн-периоды очень важны, поскольку они позволяют эффективно воспроизводить память, что является одним из ключевых механизмов памяти. Это явление, так называемая сверхбыстрая консолидация памяти, остается нетронутым у людей с аутизмом и у тех, кто, хотя и не диагностирован аутизмом, проявляет многие из его характеристик. Когда когнитивная функция сохранена, она обеспечивает прочную основу для терапии или развивающего обучения», - добавил он.

Метаанализ, объединяющий данные обоих исследований, подтвердил отсутствие существенных групповых различий, что еще раз подтверждает вывод о том, что сверхбыстрая консолидация памяти не нарушается при аутизме. Это согласуется с предыдущими исследованиями, указывающими на сохранение статистических возможностей обучения и памяти при аутизме.

«Это открытие не совсем удивительно, но его важно подчеркнуть», — объяснил Немет. «В этом исследовании мы приняли более современный подход — так называемый спектральный подход. Вместо использования традиционной черно-белой перспективы сравнения людей с диагнозом РАС с людьми без диагноза, мы измерили сотни людей из общей популяции, ни у кого из которых не было клинического диагноза. Основная идея спектрального подхода заключается в том, что черты или симптомы могут проявляться в разной степени у каждого. Этот подход позволяет нам более эффективно исследовать, как черты, связанные с аутизмом, влияют на когнитивные функции, и исследовать факторы, лежащие в основе индивидуальных различий — чего трудно достичь с небольшими клиническими выборками».

Понимание сверхбыстрой консолидации важно, поскольку оно подчеркивает, как мозг непрерывно оптимизирует обучение даже во время коротких пауз, что дает представление о временной динамике формирования памяти.

«Долгосрочная цель — точно понять, когда происходит обучение — во время практических занятий или, скорее, в перерывах между практическими занятиями во время коротких офлайн-периодов», — сказал Немет. «На самом деле обучение происходит и в том, и в другом случае, но существуют значительные индивидуальные различия. Различные черты личности, клинические состояния и симптомы могут влиять на эти процессы обучения. Ключевой вопрос: что определяет или какие факторы влияют на то, когда мы с большей вероятностью займемся обучением?»