Почему фазы сна одинаковы у всех представителей живого мира
Группа нейробиологов из Мичиганского университета под руководством профессора Сары Атон совершила важнейшее открытие, объясняющее, почему у всех живых существ наблюдается чередование медленного и быстрого сна. Этот сложнейший биологический механизм обеспечивает эффективную обработку и сохранность воспоминаний, делая наш ум более ясным и гибким.
В своих экспериментах исследователи внимательно наблюдали за активностью клеток мозга в гиппокампе у мышей. Именно эта область отвечает за формирование и удержание воспоминаний. Было замечено, что во время медленного сна активируются нейроны, необходимые для закрепления новых знаний и полученного опыта. В отличие от этой фазы, быстрый сон помогает "очистить" мозговое пространство от лишней информации — таким образом, наша память остается структурированной и не перегруженной ненужными деталями.
Важность такой последовательности фаз трудно переоценить. Авторы исследования уверены: если циклы сна нарушаются, вместо улучшения памяти можно получить прямо противоположный эффект — информация стирается, а новые сведения усваиваются хуже. Именно по этой причине стабильный сон с чередующимися фазами крайне необходим организму, будь то человек или даже простейшие организмы.
Как работают нейронные механизмы сна
Чтобы глубже разобраться в этих процессах, ученые совместили поведенческие эксперименты на животных с компьютерными симуляциями работы мозга. Они создавали виртуальные модели нейронных цепей, включавших как возбуждающие, так и тормозные клетки. Решающим компонентом этого баланса оказался уровень ацетилхолина — вещества, отвечающего за передачу сигналов между клетками мозга.
Было выявлено, что во время медленного сна содержание ацетилхолина понижается, позволяя крепче зафиксировать свежие события в памяти, благодаря усилению соответствующих связей между нейронами. В фазу быстрого сна его уровень возрастает, регулируя "обрезку" неактуальных или избыточных связей — словно садовник подравнивает ветви кустарника, чтобы он рос красивым и аккуратным.
Профессор Сара Атон образно сравнила эти процессы с уходом за садом: "Медленный сон дает информации время пустить корни, а быстрый — аккуратно подрезает избытки, чтобы память была стройной и не загромождённой". Такой ритм сна и пробуждения поддерживает здоровье ума, способствуя успешному обучению, социальной коммуникации и адаптации к новым условиям.
Перспективы исследований и новые горизонты для медицины
Сейчас разработанная в Мичиганском университете модель помогает понять базовые принципы работы памяти и природы расстройств сна, таких как бессонница или нарколепсия. Однако ученые планируют идти дальше: профессором Атон уже поднимается вопрос о том, как мозг обрабатывает не только простые, но и сложные, эмоционально окрашенные воспоминания, а также последовательности событий, связанных с пережитыми ощущениями.
Навыки эффективного запоминания, быстрая адаптация к изменениям и долгосрочное сохранение знаний — все это становится возможным именно благодаря продуманному чередованию фаз сна, уверен коллектив исследователей. Новые данные открывают путь к созданию методов коррекции нарушенных биоритмов, реабилитации после недосыпа и даже к развитию уникальных программ для улучшения когнитивных функций у людей любого возраста.
Забота о качестве сна сегодня приобретает все большее значение — ведь именно полноценный и правильно организованный сон, по мнению ученых из Мичиганского университета, помогает каждому человеку реализовать свой умственный потенциал и сохранять ясность ума на долгие годы.
Источник: www.gazeta.ru
