Известно, что сон нужен для памяти, что без сна мозг плохо запоминает то, что узнал накануне, и нейробиологи сейчас активно изучают, как сон превращает кратковременную память в долговременную.
Но в действительности сон работает не только на память, но и против памяти. О том, что во время сна мозг забывает какие-то вещи, тоже говорят достаточно давно.
Недавние исследования показали, что во время сна в мозге уменьшается количество синапсов – межнейронных соединений, с помощью которых нервные клетки формируют цепочки. Нейронные цепочки формируются, когда в мозге откладывается какая-то информация, значит, если цепочки рвутся, то и информация забывается.
Сотрудники Нагойского университета вместе с коллегами из американских Национальных институтов здоровья сумели в подробностях описать то, что происходит во время сонного забывания. Мы знаем, что сон состоит из медленной фазы (которая включает в себя ещё несколько фаз) и быстрой, которая называется ещё REM-сном. Во время REM-сна глаза под закрытыми веками активно двигаются (откуда и название: rapid eyes movements), учащается сердцебиение, и электрические волны выглядят так, как будто мозг бодрствует; при этом мышцы остаются полностью расслабленными. Считается также, что сны мы видим именно во время REM-фазы.
Сон в целом и смена фаз сна зависит от разных нейронных и гормональных механизмов, и исследователи изучали активность нейронов, которые синтезируют сонный меланин-концентрирующий гормон – MСН (он, впрочем, регулирует не только сон, но и аппетит). У мышей во время быстрого сна активничали больше половины таких нейронов, тогда как во время бодрствования – только 35%. Среди клеток, синтезирующих МСН, были такие, которые работали и во время сна, и во время бодрствования, но их было меньшинство – 12%. То есть эти нейроны важны именно для быстрого сна.
С другой стороны, они оказались важны и для обучения с памятью: отростки МСН-нейронов тянулись в гиппокамп, один из основных центров памяти в мозге. Чтобы увидеть, как именно они влияют на память, исследователи активировали нейроны во время консолидации памяти, когда свежая информация из кратковременного хранилища переходит в долговременное хранилище. И оказалось, что МСН-нейроны этому мешают: если их активировали, то мыши потом хуже вспоминали знакомы предметы, которые видели немногим ранее, путая их с незнакомыми предметами.
Тогда МСН-нейроны попробовали, наоборот, выключить, и выключить во время быстрого сна. Тут получилось наоборот: мыши, у которых их во время сна отключали, лучше вспомнила выученное. Некоторые МСН-нейроны работают также и во время других фаз сна, и, как было сказано выше, во время бодрствования – но если их отключали во время других фаз сна и во время бодрствования, на памяти это никак не сказывалось. Другими словами, по крайней мере, некоторая информация исчезает из памяти именно во время быстрого сна, и главную роль здесь играют особые нейроны, синтезирующие один из сонных гормонов.
Забывать для мозга просто необходимо: не вся информация нам одинаково нужна, и без забывания ненужного мы не могли бы узнавать и запоминать что-то новое. Можно сказать, что сон помогает нашей памяти двояким образом: помогая крепче запомнить то, что нужно, и помогая забыть то, что не нужно. Но, возможно, что сонное забывание порой работает слишком усердно – в таком случае нам бы очень пригодились какие-нибудь средства, которые бы аккуратно вмешивались в наш быстрый сон, подавляя чрезмерно большую активность «нейронов забвения».
Подробно результаты исследований описаны в Science.
Автор: Кирилл Стасевич