Глубокий и качественный сон помогает укреплять память

Ученые давно знали, что медленные электрические волны, характерные для глубокого сна, играют ключевую роль в процессе укрепления памяти. Однако механизм этого процесса оставался загадкой. Эти волны создает неокортекс, центр долговременной памяти, особенно восприимчивым к передаче информации из гиппокампа — области кратковременной памяти.

Во время сна наш мозг активно перерабатывает информацию, полученную в течение дня. Гиппокамп воспроизводит события и отправляет их в неокортекс, где они закрепляются в виде долговременных воспоминаний. Медленные мозговые волны, синхронизирующие электрическую активность нейронов, играют решающую роль в этом процессе. Эти волны можно наблюдать с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), которая фиксирует синхронные колебания напряжения в коре мозга.

«Мы знали, что эти волны улучшают память, но не понимали, как именно это происходит», — объясняет профессор Йорг Гейгер, руководитель исследования и директор Института нейрофизиологии Шарите.

Чтобы изучить процессы на клеточном уровне, ученые исследовали образцы ткани неокортекса, взятые у пациентов, перенесших нейрохирургические операции. Используя уникальный метод мультипатча, команда одновременно задействовала до 10 микропипеток, чтобы измерить электрическую активность нервных клеток.

Эксперимент показал, что медленные мозговые волны усиливают синаптические связи между нейронами. Наибольшая эффективность этих связей наблюдалась сразу после фазы повышения напряжения, когда кора головного мозга находилась в состоянии повышенной готовности.

«Это как если бы мозг открывал окно возможностей, чтобы максимально эффективно закрепить воспоминание», — отмечает Франц Ксавер Миттермайер.

Результаты открывают перспективы для создания методов стимуляции мозга, которые могут помочь людям с нарушениями памяти. В настоящее время разрабатываются технологии, такие как транскраниальная электростимуляция и акустическое воздействие, чтобы влиять на медленные волны во время сна.

Пока эти методы находятся на этапе экспериментов, но работа команды Гейгера помогает уточнить, как правильно выбирать время для воздействия. Это может существенно ускорить разработку целевых терапевтических решений.

Эти открытия особенно важны для пожилых людей, страдающих легкими когнитивными нарушениями, и пациентов с заболеваниями, затрудняющими процесс запоминания. Точные данные о том, как мозг формирует память, позволят более эффективно использовать технологии стимуляции для улучшения работы мозга.

«Наши результаты дают возможность целенаправленно развивать методы, которые помогут миллионам людей», — подытоживает профессор Гейгер.

Все полученные данные подтверждают значимость глубокого сна не только для отдыха, но и для полноценного функционирования памяти, открывая новые горизонты для научных и медицинских инноваций.