Четкие закономерности электрической активности в мозге во время сна могут влиять на то, запомнит человек то, что узнал накануне, или забудет. По словам ученых, они смогли повлиять на эффективность обучения крыс, настраивая эти волны, пока животные спали.
Ученые использовали метод оптогенетики для подавления определенных типов мозговой активности у спящих крыс. Это позволило им определить, что два различных типа медленных мозговых волн, называемых медленными колебаниями и дельта-волнами, соответственно усиливают или ослабляют возбуждение определенных клеток головного мозга, участвующих в недавно освоенном навыке. В данном эксперименте это был навык управления струей воды через нервный имплантат.
Для манипуляции мозговыми волнами во время глубокого сна, ученые генетически модифицировали нейроны крыс, чтобы установить светочувствительный оптогенетический рычаг управления. Это позволило исследователям использовать лазеры и волоконную оптику для мгновенного ослабления нужной мозговой активности. Благодаря точной синхронизации лазера они подавляли либо медленные колебания, либо дельта-волны.
Ослабление дельта-волн усиливало восстановление нейронной активности во время сна и было связано с лучшим запоминанием при пробуждении. А ослабление медленных колебаний приводило к снижению запоминания при пробуждении. Дальнейший анализ показал, что для эффективного запоминания, медленные колебания должны происходить одновременно с третьим, хорошо изученным феноменом мозговых волн, называемым веретеном сна. Веретено сна – это высокочастотный кратковременный всплеск активности, возникающий в таламусе, а затем распространяющийся в другие части мозга. Отсутствие нормальных веретен сна связано с заболеваниями головного мозга, включая шизофрению, задержку развития и старение.
Фото: pixabay.com
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.