Исследователи выяснили, почему перерывы во время обучения улучшают память

Мы запоминаем лучше, если делаем перерывы во время обучения — это называется эффектом интервала. Ученые из Института нейробиологии Макса Планка (Max Planck Institute of Neurobiology) получили представление о нейронной основе этого явления у мышей. С более длительными интервалами между обучением мыши повторно используют больше тех же нейронов, что и раньше, вместо того, чтобы активировать другие. Возможно, это позволяет нейронным связям укрепляться с каждым обучением, так что знания сохраняются в течение более длительного времени. Результаты исследования опубликованы в научном журнале bioRxiv.

Актуальность исследования

Многие из нас сталкивались со следующим: за день до экзамена мы пытаемся запихнуть в свой мозг огромное количество информации. Но так же быстро, как мы их приобрели, знания снова исчезли. Хорошая новость заключается в том, что мы можем противодействовать этому забвению. С увеличенными временными интервалами между отдельными учебными мероприятиями мы сохраняем знания в течение более длительного времени.

Но что происходит в мозгу во время эффекта интервалов и почему перерывы так полезны для нашей памяти?

Обычно считается, что во время обучения нейроны активируются и формируют новые связи. Таким образом, усвоенные знания сохраняются и могут быть извлечены путем повторной активации того же набора нейронов. Однако мы еще очень мало знаем о том, как паузы положительно влияют на этот процесс — даже несмотря на то, что эффект интервала был описан более века назад и встречается почти у всех животных.

Материалы и результаты исследования

Нейробиологи Аннет Глас (Annet Glas) и Питер Гольтштейн (Pieter Goltstein) исследовали это явление у мышей. Для этого животным нужно было запомнить положение спрятанного кусочка шоколада в лабиринте. При трех последовательных возможностях им разрешалось исследовать лабиринт и найти свою награду, включая паузы различной длины. 

«Мыши, которых обучали с более длительными интервалами между фазами обучения, не могли так быстро запомнить положение шоколада», — объясняет Аннет Глас. «Но на следующий день эти мыши вспоминали быстрее».

Во время теста в лабиринте исследователями дополнительно изучалась активность нейронов в префронтальной коре. Эта область мозга представляет особый интерес для процессов обучения, поскольку она известна своей ролью в сложных задачах мышления. Соответственно, ученые показали, что инактивация префронтальной коры головного мозга ухудшала работу мышей в лабиринте.

«Если три фазы обучения следуют друг за другом очень быстро, мы интуитивно ожидали, что будут активированы одни и те же нейроны», — говорит Питер Голтштейн. «В конце концов, это тот же самый эксперимент с той же самой информацией. Однако после долгого перерыва можно было бы предположить, что мозг интерпретирует следующую фазу обучения как новое событие и обрабатывает ее с помощью других нейронов».

Однако исследователи обнаружили прямо противоположное, когда сравнили активность нейронов на разных этапах обучения. После коротких пауз паттерн активации в мозге колебался больше, чем при длительных паузах: в быстрых последовательных фазах обучения мыши активировали в основном разные нейроны. При более длительных перерывах те же нейроны, активные во время первой фазы обучения, использовались снова.

Память выигрывает от длительных перерывов

Реактивация одних и тех же нейронов может позволить мозгу укреплять связи между этими клетками на каждой фазе обучения — нет необходимости начинать с нуля и сначала устанавливать контакты.

«Вот почему мы считаем, что память выигрывает от длительных перерывов», — говорит Питер Голтштейн.

Таким образом, по прошествии более чем столетия исследование дает первое представление о нейронных процессах, которые объясняют положительный эффект перерывов в обучении. При обучении мы можем достигнуть нашей цели медленнее, но мы извлекаем пользу из наших знаний гораздо дольше.

Авторы другого исследования заявляют, что музыка помогает улучшить мышление и память.