Чому сон зміцнює пам'ять

Для короткочасної пам'яті стати довгостроковими, в мозку повинні бути сформовані нові внутрішньочерепні контакти, а формування таких контактів краще проводитися під час сонної активності нервових клітин.

Перетворення короткочасної пам'яті в довгострокову пам'ять називається консолідація пам'яті, і нейронауковці ділігентно намагаються розібратися, як і чому це відбувається. Довгий відомо, що консолідація пам'яті добре працює під час сну. Для того, щоб запам'ятати підручник, який ви читаєте перед іспитом, потрібно спати, потім інформацію, як кажуть, поселень у вашій голові, тобто він буде йти до тривалого зберігання. Є багато доказів для підключення сну і пам'яті. Наприклад, дослідники з університету Каліфорнія, Ріверсайд виявили, що сплячі таблетки не тільки нормалізують сон, але і покращують пам'ять. А їхні колеги в Університеті Каліфорнія Лос-Анджелес змогли описати інформаційні процеси в мозку, які асоціюються з консолідацією пам'яті під час сну.





Той факт, що такий важливий процес виникає уві сні не дивно: після всього, у кожного давно відомо, що сон є ще однією формою діяльності мозку. Вважають, що специфічні нейронні імпульси, «погладжування» мозкові хвилі асоціюються з тим, що наша нервова система займається сортуванням інформації, отриманої протягом дня, при цьому зовнішні сигнали не заважають. Але як нейрони поводитися, які клітинні та молекулярні механізми залучені, біологи давно не змогли дізнатися.

З'ясуйте, що відбувається в нейронів під час консолідації пам'яті, Wen-Biao Gan і його співробітників в Нью-Йоркському університеті створили генетично модифіковану мишу, яка синтезувала флуоресцентний білок в нейронах в корі мотора. З його допомогою можна спостерігати зміни нервових клітин, наприклад, де і коли утворюються дендрітичні хребти, утворюються спеціальні зростання на дендритичних процесах нервових клітин. Поява хребта припускає, що в цей момент нейрон готовий зробити контакт з іншим нейроном, іншими словами, хребта передує синапсу. Завдяки знімкам, утворенню нейронних ланцюгів, які необхідні для запам’ятовування інформації. Коли ми навчимося їздити на велосипеді, наприклад, у наших мозках утворюються нові нейронні схеми. Потім, коли ми повертаємо назад на велосипеді, ці нейронні схеми знову перетворюються, звичайно, вони зламалися з якоїсь причини, якщо зникли симпатики між нейронами. Повернувшись до дендротичних хребтів, ми можемо сказати, що вони вказують на відповідь нейрона на нову інформацію і готовність її запам'ятати її.

По суті, мишей в експерименті також влаштували щось, як велосипед: тваринам довелося тримати баланс на паличці хребта, що обертається швидше і швидше. З часом мишей дізнався, що робити і не знепади його. У той же час у нейронів моторної кори з'явилися дендротичні зростання - клітини розуміли, що для організму важливий новий стимул і готували формувати нові ланцюги. Потім дослідники змінили умови експерименту: мишей навчилися на поворотній палиці протягом години, але потім деякі тварини відправили до сну протягом семи годин, і інші мали той же час, щоб залишитися змія. Виявилося, що ті мишей, які допускаються до сну, дендротичні хребти зростали більш активно. Іншими словами, сон допоміг нервовим клітинам, щоб запам'ятати нову інформацію.

Крім того, природа зовнішнього вигляду дендротичних зростів залежить від того, який вид вправ був виконаний. Наприклад, якщо миша повинна ходити на поворотну паличку в одному напрямку, хребти з'явилися на деяких дендритах, і якщо ви повинні піти в іншому напрямку, хребти з'явилися на інших дендритах. Це клітинна морфологія нейронних процесів залежить від того, яка інформація необхідна для обробки.





Нарешті, нейронауковці змогли показати, що клітинки корів двигуна, на яких дія залежала під час повільної хвилі сну. Для утворення неординарних хребтів важлива така активація уві сні: якщо була пригнічена активність клітин, хребти не утворюються. Він був таким чином, якщо мозок перетворилася для себе, що він повинен зробити недавно під час прокидності — прокручування краще пам'ятати.

Результатом є цей візерунок: нейрони під час променевості отримують деякий стимул або виконують деякі процедури, після чого під час сну ці клітини активуються знову, і це реактивація стимулює клітинні перепланування, які сприяють довгостроковій пам'яті стимуляції. Саме те, що відбувається, нейронауковці вже давно припускаються, але тепер можна отримати експериментальне підтвердження, а не на будь-яких фруктах, але на мозку ссавців. Хоча, звичайно, зараз вчені повинні дізнатися, які молекулярні процеси залучені, які гени і білки контролюють збільшення дендритичних хребтів під час сну, які сигнальні доріжки працюють тут і т.д.

Кілька років тому дослідники з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі та Університет Вісконсін в Мадісоні провели аналогічні експерименти з фруктовими пластівцями, а потім результати говорили про те, що сон необхідний для консолідації пам'яті. Однак в той же час нейронауковці спостерігали очищення головного мозку Drosophila з сипсів, тобто щось схоже на редагування нервових ланцюгів, очищення нейронів від непотрібних з'єднань, які позбавили ресурси від необхідних контактів. Найімовірніше, це усунення зайвих сипсів не є специфічним процесом, характерним для комах самостійно (або артхроподів, або безхребетних), а в мозку вищих тварин в момент консолідації пам'яті «спіх» поряд з утворенням нових сипсів, старих також розривів – залишається тільки побачити це в експерименті.



Джерело: nkj.ru