Ученые выяснили, за счет чего кратковременный дневной сон улучшает работу мозга

Сон стимулирует деятельность мозга: люди, которым днем удается поспать хотя бы полчаса, отмечают существенное улучшение памяти, способности к усвоению знаний и восприятию нового. Чтобы изучить, за счет чего происходит это улучшение, группа ученых из университетов штата Техас провела эксперимент на макаках.

Пяти животным вживили электроды в области мозга, отвечающие за зрение и кратковременную память, и отслеживали специфику работы нейронов. Обезьянам давали задействующие именно эти участки мозга задания на различение изображений и фиксировали успехи. Устав, макаки засыпали и погружались в так называемый медленный, лишенный сновидений сон. Ученые давали им отдохнуть 30 минут, а затем будили и предлагали снова выполнить те же задания. На этот раз приматы делали все быстрее и лучше справлялись со сложными упражнениями. Если приматы в течение этого получаса не спали, а спокойно сидели, результаты выполнения заданий не улучшались.

Проанализировав деятельность нейронов в мозгу обезьян до, во время и после сна, ученые обнаружили интересное явление. Сначала нейроны работали асинхронно. Во время сна они синхронизировались — а после пробуждения вновь рассинхронизировались, причем намного сильнее, чем до сна. Авторы исследования предположили, что этот эффект и вызывал улучшение когнитивных способностей приматов: независимое срабатывание нейронов повышало точность обработки информации.

Желая проверить свою гипотезу, ученые воспроизвели аналогичную синхронизацию нейронов искусственным путем, при помощи слабого электрического тока простимулировав мозг бодрствующих, но находящихся в покое в темном помещении макак. Эффект оказался тем же, что и у естественного медленного сна. Чтобы исключить влияние темноты, бездействия и силы тока, эксперимент повторили на обезьянах, которые просто сидели полчаса в комнате без света, и на обезьянах, которым стимулировали мозг током другой силы. Ни у первых, ни у вторых когнитивные функции мозга не изменились.

Авторы работы надеются, что результаты их исследования найдут применение в медицине. Электростимуляция с большой вероятностью поможет людям с расстройствами сна и повысит бодрость работников экстренных служб во время ночной смены.