Не тільки минуле, а й майбутнє. Що мозок може показувати нам під час сну: нове відкриття вчених

Вчені у новому дослідженні з'ясували, що клітини мозку насправді можуть намагатися передбачити майбутнє під час сну. Нейрони, які працюють в центрі пам'яті мозку, коли ми спимо, можуть не лише переглядати минулий досвід. Вони також можуть дивитися у майбутнє, репетируючи діяльність, якої ще не було.

Деталі нового дослідження розповідає РБК-Україна (проєкт Styler), посилаючись на дані вчених, опубліковані в журналі Nature.



Команда вчених під керівництвом дослідників з Мічиганського університету проаналізувала показники мозкових хвиль у щурів під час неспання та сну. Дані записували до, під час і після того, як тварини розв'язували задання лабіринту - щоб оцінити переваги нервових клітин під час перебуванням поза лабіринтом, наприклад, під час періодів відпочинку.

"Ми розв'язали цю проблему, пов'язавши активність кожного окремого нейрона з активністю всіх інших нейронів. Здатність відстежувати переваги нейронів навіть без стимулу була для нас важливим проривом", - розповів анестезіолог Камран Діба з Мічиганського університету.

Новий підхід означав, що окрім зв'язку фізичних просторів у лабіринті з певною активністю нейронів у реальному часі, команда також могла працювати у зворотному напрямку та відображати активність нейронів у точках лабіринту, поки щури дрімали.

Це стало можливим завдяки процесу машинного навчання, який звужує взаємозв'язки нейронів один з одним, а не розглядає їх ізольовано. Судячи з нейронів, які спрацювали під час сну, а потім знову під час наступної спроби лабіринту, щури не просто мріяли про місця, які вони вже відвідали в лабіринті, а й працювали над потенційними новими маршрутами.

За словами вчених, це значні відкриття у вивченні просторової настройки, способу, яким активність певних нейронів пов'язана з певними місцями. Ця настройка є динамічним процесом, і, схоже, у ній бере участь сплячий мозок.

Коли щурів знову відправляли у лабіринт після сну, нейронна активність, виміряна під час сну, певною мірою передбачала нові способи, якими вони досліджували навколишнє середовище. Збіги не були точними, але вони були досить близькими, щоб натякати на зв'язок між мріями та майбутніми намірами.

"Ми можемо бачити ці інші зміни, що відбуваються під час сну, і коли ми повертаємо тварин у навколишнє середовище вдруге, ми можемо підтвердити, що ці зміни справді відображають те, чого ми навчилися, коли тварини спали. Це ніби другий контакт з простором насправді відбувається, коли тварина спить", - пояснює нейробіолог з Університету Райса у США Калеб Кемере.

Вчені резюмують, що сон допомагає нам формувати спогади, і хоча це дослідження розглядало лише щурів, цілком імовірно, що щось подібне відбувається в людському мозку: свого роду репетиція майбутніх пригод.

"Це не обов'язково, що під час сну ці нейрони лише стабілізують пам'ять про досвід. Виявляється, деякі нейрони в кінцевому підсумку роблять щось інше", - додав Кемере.

Читайте новини "МБ" у Facebook | Telegram | Viber | Instagram