Сон укрепляет воспоминания, которые мы выбираем сохранить

Фото из открытых источников

Новое исследование показывает, что пока мы спим, наш мозг спокойно перебирает впечатления, полученные за день, сохраняя то, что мы хотим запомнить, и позволяя эмоциональным моментам уйти в сторону.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Behavioral Neuroscience, рассматривалось взаимодействие эмоционального содержания и намеренных инструкций по запоминанию в качестве заметных сигналов, побуждающих к выполнению задач на запоминание.

Сон играет ключевую роль в консолидации памяти, преобразуя вновь закодированную информацию в устойчивые долгосрочные воспоминания. Многие теории сна предполагают, что он также играет ключевую роль в выборе того, что сохранить, а что отбросить, что важно для предотвращения помех в важных воспоминаниях. Однако мало что известно о том, как это происходит.

На ранних этапах было установлено, что сон играет ключевую роль в преобразовании новых данных в устойчивые воспоминания. Позднее была обнаружена его связь с избирательной консолидацией памяти, основанной на мотивационной или когнитивной релевантности. Это определяется сигналами, присутствующими во время события, которые указывают на его эмоциональную или вознаграждающую ценность, а также на его потенциальную полезность.

Эмоциональная значимость, сигналы, запускающие эмоциональные реакции, и когнитивные инструкции «сверху вниз» (сознательный выбор запоминания или забвения) являются одними из важнейших сигналов для этого процесса. Эмоциональная значимость может помогать людям запоминать опасные или приятные события и соответствующим образом адаптировать своё поведение. За этим стоят автоматические взаимодействия между областями мозга, ответственными за память и эмоции, такими как миндалевидное тело и гиппокамп.

Второй путь — это контроль сверху вниз, когда человек решает, что забыть или запомнить. Это может происходить в сочетании с эмоциональными сигналами или конкурировать с ними.

Различные стадии сна коррелируют с типом сохраняемой памяти. Сонные веретена, характерные всплески волновых паттернов ЭЭГ, возникающие во время медленного сна (NREM-сна), были связаны с более частым воспроизведением целенаправленных и эмоционально насыщенных воспоминаний. Тета-активность во время быстрого сна (REM-сна) связана с распространением негативных эмоций от конкретного стимула к связанным стимулам, вероятно, из-за ассоциации схожих стимулов.

Таким образом, сигналы консолидации памяти включают в себя конкурирующие эмоциональные сигналы и инструкции. Если воспоминания маркируются такими нейромедиаторами, как дофамин или норадреналин, они с большей вероятностью реактивируются (и консолидируются) во время сна. Некоторые теории предполагают, что медленная фаза сна, особенно с сонными веретенами, способствует реактивации некоторых воспоминаний, избирательно усиливая используемые ими синаптические пути.

Тета-волны фазы быстрого сна связаны с сохранением эмоциональных воспоминаний или связанного с ними содержания и, таким образом, могут изменить характер конечного воспоминания.

Предыдущие исследования, основанные на дневном сне, предполагали, что обучающие сигналы преобладают над эмоциональными в процессе консолидации памяти. Однако эти результаты могут быть неверны для ночного сна, учитывая его иную структуру и большую продолжительность. Он включает в себя как фазу быстрого сна (EM), так и фазу быстрого сна (REM), а также более глубокий сон (медленноволновой сон, или SWS) и тета-волны REM. Они по-разному реагируют на различные сигналы памяти.

В текущем исследовании изучалось взаимодействие эмоциональных и нисходящих инструкций при выборе того, что сохранить или отбросить во время сна. Целью было выяснить, способны ли люди сознательно забывать эмоционально негативный контент. Во-вторых, будет ли это направленное забывание усиливаться или подавляться во время сна?

Ученые провели два исследования. В обоих исследованиях использовались идентичные процедуры тестирования, но в разных условиях: онлайн и лабораторно. В исследовании приняли участие около 100 человек (45 в онлайн-исследовании и 53 в лабораторном).

Участники второго исследования в течение ночи проводили электроэнцефалографию (ЭЭГ) для мониторинга активности мозга во время сна с помощью носимых головных повязок дома. Пятнадцать участников предоставили пригодные для использования данные ЭЭГ. Это позволило исследователям зафиксировать архитектуру сна, сопоставив фазы сна и его влияние на работу памяти.

В каждом исследовании участникам показывали на экране сто слов, по одному за раз, после чего следовала полуслучайная подсказка «Запомнить или забыть». Пятьдесят слов имели отрицательную нагрузку, остальные — нейтральную.  

Затем последовало задание на немедленное узнавание. Участникам было показано 100 слов, из которых 25 были ранее предъявленными словами, вызванными с помощью подсказки «вспомнить» или «забыть». Остальные 50 были нейтральными или отрицательно заряженными новыми словами.

Также оценивалось сиюминутное настроение с помощью валидированных опросников. Также оценивались циркадные ритмы и качество сна участников, чтобы сопоставить показатели памяти с их хронотипом и настроением.

Тест на отсроченное припоминание проводился после 12 часов сна или бодрствования. Участники должны были вспомнить все слова из исходного списка, которые смогли вспомнить.

В онлайн-исследовании участники точнее запоминали слова, заданные по подсказке, в задании на немедленное узнавание. Эмоционально окрашенный текст также запоминался точнее, чем нейтральные слова. Значимой разницы после ночного сна или бодрствования не наблюдалось.

Во втором исследовании эмоциональное содержание запоминалось точнее, когда оно было вызвано с помощью подсказки, по сравнению с нейтральными словами, вызванными с помощью подсказки. Таким образом, осознанное решение запомнить слово играло доминирующую роль, хотя оно усиливалось, если слово имело негативную нагрузку.

В обоих исследованиях с отсроченным воспроизведением слова, вызванные по команде запоминания, вспоминались чаще, чем те, которые испытуемым было приказано забыть. В целом, различий в поведении между группами сна и бодрствования обнаружено не было. Также не было выявлено значимого влияния эмоциональной валентности на отсроченное воспроизведение.

Однако отрицательно заряженные фольги, предъявленные в тесте на немедленное узнавание, ложно припоминались в тесте на отсроченное припоминание чаще, чем нейтральные. Даже несмотря на то, что они не были заучены, они оставили более сильный след в памяти.

Маркеры фаз сна коррелировали с эффективностью памяти. Сонные веретена положительно коррелировали с более частым воспроизведением слов, вызванных негативными сигналами памяти. Напротив, более продолжительный медленноволновой сон (МВС) и более высокая мощность дельта-ритма (количество дельта-частотной электрической активности в этой фазе) отрицательно коррелировали с общим воспроизведением.  

Это говорит о том, что потребность в глубоком сне уравновешивается способностью хранить и восстанавливать воспоминания.

Мощность тета-волн (количество тета-частотных волн во время быстрого сна) положительно коррелировала с более высоким уровнем ложного припоминания негативных образов. Это говорит о том, что быстрый сон связан с обобщением эмоциональной памяти.

Исследование расширяет более ранние исследования сна, основанные на дневном сне, которые показали важность сна для избирательной консолидации памяти. Важно отметить, что авторы показали, что определённые фазы сна отслеживали, какие воспоминания были избирательно консолидированы, хотя сам сон не влиял на поведение.

«В целом, результаты подчеркивают приоритет нисходящей инструкции над эмоциональной выразительностью в формировании памяти», - говорят ученые.

Авторы подчеркивают, что с избирательным воспроизведением воспоминаний и искажением эмоциональной памяти связаны не просто наличие сна, а определенные аспекты физиологии сна.

Исследования сна остаются ключом к пониманию того, как мозг выбирает воспоминания для долгосрочного хранения и воспроизведения.