Американские ученые из Университета Райса и других научных учреждений раскрыли ключевой механизм, посредством которого мозг улучшает нейронную и поведенческую производительность. Оказалось, что это происходит во время фазы медленного сна. Исследование опубликовано в научном журнале Science.
Фаза медленного сна, или сон с медленными движениями глаз (NREM) — более легкий сон, напоминающий дремоту.
Новое исследование включало изучение нейронной активности в нескольких областях мозга у макак, пока животные выполняли тесты на поиск визуальных различий до и после 30-минутного периода медленного сна.
Используя многоэлектродные массивы, ученые зарегистрировали активность тысяч нейронов в трех областях мозга: первичной и средней зрительной коре и дорсолатеральной префронтальной коре. Эти зоны которые связаны с визуальной обработкой и исполнительными функциями, такими как самоконтроль.
Чтобы подтвердить, что обезьяны находились в состоянии медленного сна, исследователи использовали полисомнографию для мониторинга их мозговой и мышечной активности наряду с видеоанализом, чтобы убедиться, что их глаза закрыты, а их тела расслаблены.
Результаты показали, что сон улучшил производительность животных в визуальной задаче, повысив точность различения вращающихся изображений.
Важно, что это улучшение действовало лишь для тех, кто действительно спал — макаки, которые испытали тихое бодрствование, не засыпая, не показали такого же повышения производительности.
"Во время сна мы наблюдали увеличение активности низкочастотных дельта-волн и синхронизированную активацию нейронов в разных областях коры.
После сна активность нейронов стала более десинхронизированной по сравнению с тем, что было до сна, что позволило нейронам активироваться более независимо. Этот сдвиг привел к повышению точности обработки информации и производительности в визуальных задачах", — уточнила ведущий автор исследования, доктор Наташа Харас.
Ученые также сумели воссоздать эффект NREM у бодрствовавших животных с помощью низкочастотной электрической стимуляции зрительной коры.
По словам исследователей, открытие может быть использовано для разработки методов стимуляции мозговой активности.
