Исследование на мышах представило доказательства в поддержку гипотезы, что сон помогает консолидировать и укреплять новые воспоминания. Сон вызывает физические изменения в моторной коре области мозга, ответственной за произвольные движения.
«Мы знали в течение долгого времени, что сон играет важную роль в процессе обучения и памяти. Если вы спите плохо, то и знания у вас плохие», — считает Wen-Biao Gan, профессор неврологии и физиологии. «Какой же физический механизм отвечает за это явление? В этом исслеловании мы показали, как сон помогает нейронам формировать соединения на дендритных ветвях, которые способствуют долговременной памяти. Мы также показали, что обучение вызывает весьма специфические структурные изменения в мозге».
На клеточном уровне сон совсем не спокойный: во время глубокого сна, известного как медленный сон, мозговые волны замедляют быстрое движение глаз. Ученые долгое время считали, что это помогает нам формировать новые воспоминания, но структурные изменения, лежащие в основе этого процесса, остались плохо изучены.
Чтобы пролить свет на этот процесс, доктор Ganи его коллеги с помощью специального лазерного сканирующего микроскопа, который освещает светящиеся флуоресцентные белки в моторной коре, смогли отслеживать рост дендритных шипиков вдоль отдельных отраслей дендритов до и после, когда мыши научились балансировать на стержне.
«Это похоже на обучение езде на велосипеде», — утверждает ученый. «После того, как вы научитесь, никогда не забудете».
После документирования, что у мышей, на самом деле, прорастают новые шипы вдоль дендритных ветвей после тренировки, исследователи задались целью понять, как сон влияет на физический рост. Они обучали две группы мышей: одна обучалась в течение часа, а затем спала в течение 7 часов; вторая обучалась тот же период времени, но бодрствовала в течение 7 часов. Ученые обнаружили, что у лишенных сна мышей был значительно меньше рост дендритов позвоночника, чем у хорошо отдохнувших мышей.
«Теперь мы знаем, что когда человек узнает что-то новое, на нейронах будут расти новые соединения», — утверждает Wen-Biao Gan. «Наши данные позволяют предположить, что нейронная реактивация во время сна является весьма важной для появления определенных соединений в моторной коре».
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
Yang, Guang; Lai, Cora Sau Wan; Cichon, Joseph; Ma, Lei; Li, Wei et al. Sleep promotes branch-specific formation of dendritic spines after learning // Science — 2014 — vol. 344 (6188) — p. 1173-1178
