Американские ученые из Университета Райса и других исследовательских центров выявили важный механизм, через который мозг улучшает нейронную активность и поведение. Оказалось, что этот процесс происходит во время фазы медленного сна. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Медленный сон (или NREM — сон с медленными движениями глаз) — это легкая форма сна, напоминающая дремоту.
В рамках нового исследования ученые анализировали нейронную активность в различных областях мозга у макак, когда животные выполняли тесты на различие визуальных образов до и после 30 минут медленного сна.
С помощью многоэлектродных массивов специалисты зафиксировали активность тысяч нейронов в трех зонах мозга: первичной и средней зрительной коре, а также дорсолатеральной префронтальной коре. Эти области связаны с обработкой визуальной информации и исполнительными функциями, включая самоконтроль.
Для подтверждения, что обезьяны действительно находились в фазе медленного сна, исследователи использовали полисомнографию, чтобы отслеживать мозговую и мышечную активность, а также видеоанализ для контроля за закрытыми глазами и расслабленным состоянием тела.
Результаты показали, что медленный сон способствовал улучшению результатов животных в задаче различия вращающихся изображений, повысив точность их восприятия.
Важно отметить, что улучшение наблюдалось только у тех животных, которые действительно спали — макаки, которые оставались в состоянии бодрствования, не показали такого же прогресса.
«Во время сна мы зафиксировали увеличение активности низкочастотных дельта-волн и синхронизированную активацию нейронов в разных областях коры. После сна нейронная активность стала более независимой, что улучшило обработку информации и результаты в визуальных задачах», — пояснила ведущий автор исследования, доктор Наташа Харас.
Также ученые сумели воспроизвести эффект NREM у бодрствующих животных с помощью низкочастотной электрической стимуляции зрительной коры.
По мнению исследователей, эти результаты могут быть использованы для разработки методов стимуляции мозговой активности.