Нейробиологи из Калифорнийского университета выяснили, каким образом глубокий медленный сон способствует образованию долговременных воспоминаний. Ключевую роль в этом играет взаимодействие между электрической активностью мозга и формированием синаптических связей между нейронами. Результаты исследования опубликованы в Journal of Neuroscience.
Известно, что сон играет важную роль в формировании памяти. Во время того, как наш организм отдыхает, мозг, в который не поступает информация от органов чувств, продолжает быть активным. Энцефалограмма показывает быстрые и низкоамплитудные ритмы нейронной активности в гиппокампе — области мозга, который отвечает за переход кратковременной памяти в долговременную. За этими ритмами следуют медленные и высокоамплитудные колебания в коре головного мозга. В это время гиппокамп переводит приобретенные во время бодрствования эпизодические воспоминания в кору, где они превращаются в долговременные.
С помощью математической модели ученым удалось показать, что электрическая активность в головном мозге во время глубокого сна связана с образованием синаптических связей между нейронами. При этом медленные высокоамплитудные колебания, которые отражают синаптические изменения в коре, находятся под влиянием быстрых ритмов гиппокампа. В свою очередь, синаптические изменения также оказывают обратное влияние на медленные ритмы, формируя своего рода обратную петлю. Это нужно для повторного возбуждения определенных цепей корковых нейронов, чтобы укрепить воспоминания.
По словам ученых, в процессах консолидации памяти гиппокамп участия уже не принимает. Он лишь отвечает за вводный сигнал, который поступает в кору, "записывает" определенные воспоминания, вызывает их повторение, что укрепляет соответствующие синаптические связи между нейронами, в которых будут храниться память о предыдущих событиях.
Нормальный сон состоит из двух фаз — быстрой (стадия быстрых движений глаз) и медленной. Эти фазы чередуются в течение 4-5 циклов за восьмичасовой сон. Медленный сон длится примерно 80-90 минут и состоит из нескольких стадий, включая глубокую, на которую приходится не менее 20 процентов общего времени сна.