Возможно, скоро мы сможем получить положительные эффекты сна, такие как улучшенная способность решать задачи, фактически без необходимости спать. Исследование Университета Райса, Хьюстонского методиста и Медицинского колледжа Вейла Корнелла проливает свет на то, как сон влияет на когнитивные и поведенческие показатели организма. Ученые также смогли достичь подобного положительного эффекта на бодрствующих обезьянах.
< /a>Сон делится на несколько этапов, один из которых – сон без быстрых движений глаз (non-rapid eye movement, NREM). Фаза NREM представляет собой более легкую стадию сна, которая часто наблюдается во время дремоты.
Исследователи исследовали нейронную активность макак, выполнявших визуальные задания до и после 30-минутного сеанса сна NREM. Используя усовершенствованные многоэлектродные матрицы, команда записала активность тысяч нейронов в различных областях мозга, критических для зрения и исполнительных функций.
Результаты были впечатляющими: после сна животные продемонстрировали значительно улучшенную точность выполнения задач, таких как различение обратных изображений по сравнению с их показателями перед сном. Эти результаты свидетельствуют о том, что сон NREM оказывает непосредственное влияние на когнитивные функции мозга.
Ключевым механизмом этого усовершенствования была синхронизация нейронов во время NREM-сна, характеризующаяся низкочастотными дельта-волнами. Однако эта синхронизация переходила в десинхронизацию после сна, позволяя нейронам работать независимо. Это десинхронизированное состояние нейронов после сна улучшило способность мозга эффективнее обрабатывать и кодировать информацию.
Исследователи воспроизвели когнитивные преимущества сна с помощью низкочастотной электрической стимуляции зрительной коры. Применяя стимуляцию с частотой 4 Гц, имитируя дельта-волны NREM-сна, они индуцировали нейронную десинхронизацию в активных макак, таким образом вызывая улучшение когнитивных способностей мозга даже без сна.
Эта искусственная стимуляция повысила эффективность выполнения задач до уровня, сравнимого с наблюдавшимся после сна. Исследование также показало, что сон ослабляет как возбуждающие, так и нейронные тормозные связи, причем тормозные связи снижаются значительно. Эта динамика усиливает всеобщее возбуждение, перенастраивая мозг на лучшую обработку информации.
Эти выводы свидетельствуют о том, что конкретные методы стимуляции мозга могут имитировать преимущества сна, предлагая будущее, где когнитивные и восприимчивые улучшения могут быть достигнуты даже без затрат времени на сон.
