Мы часто думаем о сне, как о времени простоя. Но это не так.

Недавно проведенные исследования показали, что сон помогает мозгу очиститься, вымыть токсичные молекулы, которые в конечном итоге могут привести к болезни Альцгеймера.

Что еще более важно, сон также реорганизует воспоминания. На определенных стадиях сна мозг воспроизводит воспоминания в ускоренном режиме: нейроны, ответственные за хранение воспоминаний, снова активируются как сеть, по сути обучая мозг воспоминанию. Этот проигрыш помогает нам втиснуть важные уроки и жизненный опыт в более постоянное хранилище в нашем мозгу. Между тем, тангенциальные воспоминания — те, которые в первую очередь не заслуживают особого внимания — стираются, чтобы открыть больше места для хранения.

Обучение во сне

В этом исследовании ученые взяли 41 немецкоязычных добровольцев обоих полов. Вместо того, чтобы учить их обычному языку, команда составила псевдослова, каждое из которых было связано с определенным значением, чтобы убедиться, что один из участников не имел никакого контакта с новым языком.

Вместо того, чтобы произносить слова, когда добровольцы спали, ученые решили нацелиться на определенный период сна: так называемые «пики» во время глубокого сна, обычно не связанные со сновидениями.
Во время глубокого сна нейроны координируют свою активность в течение коротких промежутков времени, прежде чем снова упасть в период бездействия — провалиться на графике. Два этих состояния циклически сменяются каждые полсекунды.

«Мы предположили, что пики медленных волн способствуют кодированию сна, потому что пики разграничивают периоды относительного нервного возбуждения», объясняют авторы.

Когда добровольцы уснули, на каждом из них было устройство ЭЭГ для мониторинга мозговых функций, и ученые начали играть в словесные ассоциации через наушники-вкладыши.

Например, выдуманное слово «тофер» означало «ключ», а «гуга» — «слон». Каждая пара слов воспроизводилась четыре раза, в соответствии с ритмом спящего мозга, так что второе слово совпадало с пиками волн. Всего спящий мозг услышал о 36 различных парах слов за более чем 146 повторений.

«Момент, когда воспроизводилось второе слово, был важным, потому что в этот момент можно было сформировать ассоциацию между одним словом и другим, а значит и нейронная пластичность должна быть оптимальной», поясняют авторы.

По пробуждении добровольцев ученые показали им псевдослова и попросили изобразить, будет ли обозначенный предмет меньше или больше, чем обувная коробка — как способ проникнуть в бессознательные воспоминания.

«Неявные воспоминания сложно сформулировать явно. Мы должны были получить доступ к бессознательному, неявному знанию через вопросы о семантических аспектах этих новых слов», говорит Цюст.

15 участников также получили сканирование мозга с использованием фМРТ в момент попытки принятия решений.
Примечательно, что, когда второе слово в паре слов совпадало с состоянием сна в глубоком сне, участники могли правильно охарактеризовать выдуманное слово на 10% выше.

«Если вы представляете «биктум» и «птицу» спящим людям, их мозг может установить новую связь между известным понятием «птица» и совершенно новым и неизвестным словом «биктум», говорит Цюст. «Этот след во сне остается во время бодрствования и может повлиять на то, как вы реагируете на «биктум», даже если вы думаете, что никогда раньше не сталкивались с этим словом. Это неявная, бессознательная форма памяти — как будто «нутром чуешь».

Вглядываясь в обучающийся, но спящий мозг, ученые обнаружили, что гиппокамп и область мозга, обычно связанные с изучением языка, также были активны во время обучения во сне.
Это сильно противоречит всему, что мы знаем об обучении гиппокампа — мы полагаем, что он активен только в состоянии бодрствования.

«Эти структуры мозга, по всей видимости, опосредуют формирование памяти независимо от преобладающего состояния сознания — бессознательное во время глубокого сна, сознательное во время бодрствования», говорит Цюст.
Тем, кто уже задумался о создании устройства для «обучения во сне», стоит понимать, что идея внедрения совершенно нового словаря во время сна остается весьма спорной. В конце концов, словари основаны на знаниях, а не на интуиции. Более того, ученые еще не знают, может ли активное обучение во время сна мешать более заметной роли сна в консолидации дневных воспоминаний.

«Практическая значимость бессознательного кодирования во время сна для последующего изучения после пробуждения в конечном итоге будет зависеть от того, улучшит ли первый сеанс кодирования сна — это обучение», говорит ученые.

Разве не удивительно, что люди способны на такую сложную обработку информации, фактически находясь без сознания?