Сон необходим для формирования воспоминаний

Если вам приходилось сдавать экзамены, и перед одним экзаменом высыпаться и идти на него со свежей головой, а перед другим экзаменом сидеть всю ночь и зубрить, то вы наверняка знаете разницу между двумя этими состояниями. И сейчас учёные начинают понимать почему сон необходим для формирования памяти. Исследование на эту тему опубликовано в журнале Neuron, в нём учёные из University of Pennsylvania School of Medicine впервые объясняют на клеточном уровне почему сон необходим для запоминания.

Исследования показывают, что мозг во время сна сильно отличается от бодрствующего мозга. Учёные говорят: "Биомеханические изменения просто не происходят с нейронами в мозгу животных, которым не дают спать. И как только животному дают заснуть – это как буд-то нажали на переключатель и запустили процесс – всё в мозгу начало изменяться для того, чтобы провести синаптические изменения, которые являются базисом к формированию памяти."

Команда исследователей использовала экспериментальную модель кортикальной пластичности (cortical plasticity), которая подразумевает под собой изменение нейронных связей в ответ на жизненный опыт. Для исследования учёные выбрали визуальное восприятие, они отобрали достаточно молодых животных, которые могут формировать нейронные связи, в ответ на визуальное восприятие. Животным давали возможность посмотреть на различные запоминающиеся картины, например, еду или непривычную окружающющую обстановку. Затем учёные проводили измерение электрофизиологических и молекулярных изменений в мозгу животных – для одной группы сразу же, для другой - после того, как животным давали поспать.

В результате учёные узнали, что ключевой молекулой в формировании нейронных связей является N-methyl D-aspartate receptor (NMDAR), она улавливает внеклеточные сигналы в виде глутамата и контроллирует поток ионов кальция в клетку. Чтобы запустить процесс формирования нейронных связей NMDAR должен открыть свой ионный канал, после того как нейрон перешёл в возбуждённое состояние. Для этого глутамат должен достичь рецептора. После этого в клетку начинают поступать ионы кальция, которые затем включают и выключают энзимы, участвующие в формировании связей. При этом весь этот процесс происходит только во время сна.

Если учёные блокировали действие этих энзимов во время сна, то процесс реорганизации нейронов вообще не проходил. Также учёные говорят, что сон необходим не только для формирования памяти, но и для других процессов, происходящих в мозгу. Это исследование показывает почему сон так необходим людям и почему с нами происходят такие резкие изменения при его недостатке.