Как сон, так и тип обучения влияют на результаты этого обучения

14 апреля 2022

Ученые из Университета Брауна в США и Центра наук о мозге RIKEN обнаружили особую модель «усвоения информации» во время сна, зависящую от процесса обучения. Результаты своего исследования они опубликовалив Journal of Neuroscience.

Credit: Public Domain

Подготовка к экзаменам у большинства школьников и студентов занимает длительное время, и нередко они готовятся в том числе ночью. Но, по словам исследователей из Центра исследований мозга RIKEN, такая методика подготовки обречена на провал.

«Если вы хотите чему-то научиться, вы должны ложиться спать в определенное время. Студенты склонны садиться за занятия очень поздно, но многие из этих знаний будут потеряны, если они не выспятся», — комментируют авторы.

Это объясняется тем, что новые знания и навыки, которые мы приобретаем во время бодрствования, закрепляются в нашей памяти посредством нейронной обработки, которая происходит во время сна (консолидация).

В своем исследовании нейробиологи из Университета Брауна в США и Центра наук о мозге RIKEN в Японии задали несколько вопросов, касающихся процесса консолидации. Что именно происходит во сне? Нейроны, которые часто используются во время обучения, подавляются для ренормализации? И есть ли какие-то особенности в самих процессах обучения, которые влияют на консолидацию?

В эксперимент пригласили две группы молодых добровольцев, которые прошли два сеанса обучения с визуальными упражнениями. Первая группа прошла две идентичные тренировки для улучшения навыков (условие обучения), а тренировки второй группы, наоборот, были направлены на то, чтобы свести на нет результаты, достигнутые на первой сессии обучения (условие помех). В итоге они достигли худших результатов с неявным общим улучшением. Затем обе группы отправились спать. После пробуждения их снова протестировали на тех же зрительных упражнениях.

Все это было необходимо, чтобы выяснить, какая модель обучения более актуальна для повышения производительности во время того, пока мы спим. Модель, зависящая от использования, предполагала, что любое обучение, как с помехами, так и без помех, будет давать вклад, а на «мозговом языке» это будет выражаться повышением медленноволновой активности (SWA) в тренируемой области (например, если задача визуальная – то в затылочной коре).

Данные же, полученные в эксперименте после сна в обеих группах, показали, что более верна вторая модель – модель, зависящая от обучения. В той группе, которая обучалась без помех, результат оказался ожидаемо лучше, но с улучшением коррелировали другие мозговые волны, а именно сигма-волны в фазе медленного сна (NREM) и тета-волны в фазе быстрого сна (REM). И они наблюдались только в этой группе, в отличие от группы, которую сначала обучили, а потом внесли помехи.

Таким образом, результаты исследования подтверждают, что, помимо нормального сна, процесс обучения тоже напрямую оказывает влияние на консолидацию памяти.

Текст: Денис Бурляй

Sleep-Dependent Facilitation of Visual Perceptual Learning Is Consistent with a Learning-Dependent Model by Masako Tamaki et al. Journal of Neuroscience. Published March 2022, 42 (9) 1777-1790

DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0982-21.2021