Новое открытие показало, как долговременная память стабилизируется во время сна — Naked Science
19 октября
6 минут
Полина Гершберг
1776

Новое открытие показало, как долговременная память стабилизируется во время сна

Дельта-волны, которые ранее считались проявлением «молчания мозга», играют важную роль в создании долговременных воспоминаний.

«Спящая девушка», Доменико Фетти, 1583 год.
«Спящая девушка», Доменико Фетти, 1583 год. / © Google Art Project

Ученые из французского Центра междисциплинарных исследований в биологии выяснили, что дельта-волны мозга, наблюдаемые на ЭЭГ человека во время глубокого сна или при впадении в кому, не являются признаком «отдыха коры головного мозга». Эти волны способствуют изоляции кортикальных нейронных ансамблей, что играет важную роль в формировании долговременной памяти. Статья об этом опубликована в журнале Science.

Когда мы спим, наш гиппокамп самопроизвольно реактивируется и формирует активность, подобную той, что наблюдается при бодрствовании. Гиппокамп посылает сигналы в разные отделы коры, которые реагируют по очереди. Затем следует «период молчания», характеризуемый дельта-волнами, которые сменяются сигма-ритмами — «веретенами сна», отмечающими переход к быстрому сну.

Нейробиологи долго не могли понять, какую роль в этой последовательности играют дельта-волны, и почему этот «период молчания» прерывает обмен информацией между корой и гиппокампом. Однако французские ученые обнаружили, что фазу дельта-волн некорректно характеризовать как «молчание». Действительно, большая часть кортикальных нейронов в это время неактивна, но часть из них работает, формируя небольшие, слаженно действующие группы — нейронные ансамбли. Исследователи предполагают, что эти ансамбли выполняют какие-то важные вычисления, будучи защищенными от помех, вызванных активностью большей части нервных клеток.

Также ученые обнаружили, что то, какие нейроны будут активными при дельта-фазе сна, определяется при реактивации гиппокампа. Кроме того, нейронные ансамбли, созданные в этой фазе, состоят из нейронов, которые во время бодрствования участвовали в формировании пространственной памяти. Специалисты предполагают, что все эти элементы сообща участвуют в процессе консолидации памяти — переходе информации из кратковременной памяти в долговременную, и стабилизации последней.

Сравнение структуры дельта-волн (нижний график) с другими типами волн, отражающих мозговую активность. Дельта-волны связывают со сном без сновидений / © Medium

Для подтверждения этой гипотезы были проведены опыты на лабораторных крысах. Ученые заставляли дельта-волны изолировать в мозгу животных либо случайные нейроны, либо те, которые были задействованы при реактивации гиппокампа. Грызуны, у которых были изолированы именно нейроны, возбужденные при реактивации, на следующий день проходили пространственные тесты гораздо лучше, чем те крысы, у которых были изолированы случайные нейроны.

Результаты исследования существенно меняют наше понимание функционирования коры головного мозга. Дельта-волны — это не «символ тишины», а средство избирательной изоляции нейронных ансамблей, которые посылают важную информацию для формирования и стабилизации долговременной памяти.

Ранее американские ученые обнаружили нейроны, способствующие перееданию. Другая группа исследователей провела тесты на мышах и нашла нейроны, которые придают болевым ощущениям негативную эмоциональную окраску.

СФУ
137 статей
Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».
9 ноября
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

10 ноября
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

10 ноября
5 минут
Полина Гершберг

Подавление метаболизма глутамина истощает клетки опухолей и улучшает иммунный ответ.

9 ноября
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

5 ноября
19 минут
Александр Березин

Новое исследование подтвердило, что зонд «Вояджер-2» вышел из гелиосферы. Однако реальная новость вновь заслоняется выдуманной: часто пишут, будто «Вояджер-2» и «Водяжер-1» покинули Солнечную систему. Разберемся, почему это не так и что плохого в обмане длиной в 30 тысяч лет.

6 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые со всего мира подписались под статьей, которая констатирует «климатическую катастрофу» на основе данных об изменении климата, собранных за 40 лет исследований.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: