Размер зрачка во время сна определяет, воспроизводятся ли новые или старые воспоминания
С расстояния может показаться, что это просто еще одна часть глаза, но зрачок - это ключ к пониманию того, как и когда мозг формирует долговременные воспоминания.
Специалисты из Корнельского университета обнаружили ключ к пониманию формирования и сохранения памяти: размер зрачка.
Проанализировав динамику зрачка во время сна, исследователи выявили сложный механизм в мозге, который предотвращает «катастрофическое забывание» - явление, когда формирование новых воспоминаний нарушает старые.
Исследование, проведенное под руководством доцентов Азахары Оливы и Антонио Фернандеса-Руиса, показало, что консолидация памяти происходит в определенные моменты сна, не относящегося к периоду REM. Эти выводы позволяют понять, как улучшить человеческую память и обучить искусственный интеллект.
Наука о сне и памяти
Сон играет важнейшую роль в консолидации воспоминаний и организации информации в мозге. Сон в нерабочем состоянии особенно важен для укрепления новых воспоминаний и интеграции их с уже имеющимися знаниями.
Во время этой стадии нейронная активность активизирует усвоенную информацию, перенося ее из временного хранилища в сети долгосрочной памяти. REM-сон, с другой стороны, способствует эмоциональной обработке и творчеству.
Данное исследование показывает, как мозг чередует консолидацию новых воспоминаний и пересмотр старых, используя короткие микроструктуры во время не-REM-сна.
Понимая эти процессы, ученые получают представление о том, как мозг сохраняет знания и предотвращает интерференцию между различными типами воспоминаний.
Отслеживание зрачков и нейронной активности
Исследователи провели свое исследование на группе мышей, обучая их различным задачам в течение месяца. Эти задания включали в себя прохождение лабиринта с целью получения вознаграждения в виде воды или лакомства.
В этот период на мышей было установлено специальное оборудование: электроды для мониторинга нейронной активности и крошечные камеры, расположенные возле глаз, чтобы отслеживать изменения размера зрачка.
После того как мыши осваивали новое задание, им давали поспать. Пока они спали, исследователи записывали их мозговую активность и наблюдали за тем, как менялись их зрачки на разных стадиях сна. Эти данные о динамике зрачков позволили понять, как мозг закрепляет воспоминания.
«Во время Non-REM сна происходит фактическая консолидация памяти, и эти моменты занимают очень, очень короткие периоды времени, незаметные для человека, около 100 миллисекунд», - объясняет профессор Олива.
