Исследование показало, как легкий сон улучшает эффективность работы мозга
Новое исследование, которое возглавили ученые из Университета Райса раскрыло нейронный механизм, с помощью которого легкий сон улучшает работу нейронов. Работа опубликована в журнале Science.
Нейробиологи очень большое внимание уделяют изучению сна. Но большинство исследований посвящено глубокому или быстрому сну, состоянию в которое мозг погружается, как правило ночью, и которое достаточно длительно. Но есть эффект, который, вероятно, знает каждый человек – это легкая дневная дремота. Мы как будто отключаемся на 10-15 минут, но после этого чувствуем себя необыкновенно бодро. Такой легкий сон (NREM-сон) исследовала команда нейробиологов.
Исследование проводилось на макаках. Животным были установлены многоэлектродные массивы на три области мозга – два на зрительную кору и один на префронтальную область.
Животные выполняли тесты на распознавание предметов, уставали и засыпали (не все). Они погружались в NREM-сон не более чем на 30 минут. Состояние сна регистрировалось по возникновению низкочастотных дельта-волн. После этого животные снова проходили тест на распознавание. Все это время электроды снимали показания нейронной активности. Как показал эксперимент, те животные, которые ненадолго погрузились в дремотное состояние, после него выполняли тест гораздо лучше, чем те, кому уснуть не удалось.
"Во время сна мы наблюдали увеличение активности низкочастотных дельта-волн и синхронное срабатывание нейронов в различных областях коры головного мозга, – говорит первый автор исследования Наташа Харас. – После сна работа нейронов была значительно менее синхронной по сравнению с периодом до сна. Это позволяло нейронам вести более независимую работу, что привело к повышению точности обработки информации и производительности в визуальных задачах".
На следующем этапе эксперимента ученые смоделировали нейронные эффекты NREM-сна с помощью электрической стимуляции зрительной коры. Они имитировали дельта-частоту, наблюдаемую во время NREM-сна, но в то время, когда животные бодрствовали.
Эффект был неожиданный. Искусственная стимуляция дала тот же эффект, что получасовая дремота: нейроны потеряли синхронность и выполнение заданий животными значительно улучшилось.
Соавтор работы Валентин Драгой говорит: "Способность воспроизводить похожую на сон нейронную десинхронизацию в бодрствующем состоянии открывает новые возможности для улучшения когнитивных способностей в ситуациях, когда сон невозможен – например, у людей с расстройствами сна или в экстренных ситуациях, например, во время ночных дежурств или за рулем".
Это не значит, что прямо завтра появятся гаджеты, которые будут воздействовать на наш бодрствующий мозг также, как легкий сон, и давать заряд бодрости, но, как отмечают ученые, в этом нет ничего невозможного.