Наука

Волны принцессы Леи или
всё, что нужно знать о консолидации сна

  • 4520
  • 0
  • Теодор Седин
Однажды ученые из Калифорнийского университета наткнулись на чудесную картину «Звездные войны. Эпизод IV» и тут же воскликнули: «Эврика!». Потому что они наконец поняли, как можно визуально изобразить процесс консолидации памяти во время сна — с помощью прически-булочки принцессы Леи из фильма. Именно поэтому обнаруженные следы мозговой активности называются «Волны принцессы Леи».

Ну а как еще объяснить такие сложные вещи, как процесс передачи информации из неокортекса в гиппокамп? Тем более, что датчики, которые зафиксировали эти поля, наглядно показали, что во время сна вокруг человеческой головы появляются такие вот чебурашьи узоры. Но речь идет о мозге и называть процесс в честь всякого зверья как-то язык не поворачивается.

Терренс Сейновски, профессор с кафедры нейробиологии Института Солка, заявил, что «Волны Принцессы Леи» позволяют визуализировать мозговой процесс, который протекает при огромной скорости. Это вносит существенный вклад в исследование потенциала человеческого мозга.

Волны, о которых идет речь, — это Sleep spindles, проявляющиеся во время первых трех стадий сна. Именно в этот период, предположительно, происходит переход кратковременной памяти в долговременную. Все воспоминания, ощущения и впечатления за день передаются в гиппокамп, где отправляются на «хранение». Благодаря электрокортикограммам удалось установить, что данный процесс протекает только в областях, размещенных рядом с неокортексом — областями коры головного мозга.

Сам по себе этот процесс вызывает множество вопросов. Например, до сих пор не известно, почему мозг фильтрует информацию именно таким образом, и действительно ли качество и продолжительность сна улучшает память. Ведь по сути своей, наш мозг — это сарай, в котором творится полный бардак из различных сигналов, в том числе визуальных. Попытаемся разобраться.

Твой мозг превращается в совсем другого зверя, когда ты спишь

Ты просыпаешься, чистишь зубы, мысленно прогоняешь свое начальство и коллег через девять кругов ада, находишь смятую, но вполне перспективную сторублевую купюру на земле, ужинаешь всякой полуфабрикатной дрянью из ближайшего магазина и ложишься спать. А потом новое утро, новый день, новая тягомотина. Но помнишь ли ты в момент своего пробуждения всё, что произошло до этого? Конечно, нет, потому что твой мозг во сне перебирал всю полученную за день информацию.

«Во время бодрствования активность мозга можно представить как комнату, полную людей, которые непрерывно разговаривают. Вы всё время слышите этот большой шум», — говорит Мюллер. Но и при сне мозговая активность изобилует множеством эмоций-раздражителей, независимо от твоего характера и восприятия мира. Иными словами, нейроны возбуждаются почти так же часто, как в состоянии бодрствования, а потребление энергии достигает высоких отметок. Но для чего нужна такая бурная деятельность во время отдыха?

Мозговые волны помогают организовать всевозможные воспоминания: и хорошие, и плохие

Не зря накануне экзаменов рекомендуется обязательно поспать, чтобы материал лучше усвоился. Оказывается, когда в ходе сна информация переходит из кратковременной памяти в долговременную, она теряет эмоциональный контекст, сопровождавший ее при запоминании. В результате мы будем помнить какие-то факты, но они больше не будут привязаны к чувствам, которые мы испытывали в момент, когда эта информация к нам поступала, или эти события с нами происходили. То есть если мы были взбудоражены или расстроены, это не окажет большого влияния на запоминание материала. Но только в том случае, если мы полноценно выспимся.

В ходе эксперимента испытуемым давали слушать определенную музыку и при этом просили подумать либо о чем-то хорошем, либо о чем-то грустном. Затем им предлагали изучить перечень, состоявший из пар слов, которые, впрочем, по смыслу никак не были связаны между собой. После этого добровольцев делили на две группы, одну из которых отправляли спать, а вторая какое-то время еще бодрствовала и только потом отправлялась на боковую. Два дня спустя всех участников эксперимента просили вернуться в лабораторию, где им опять давали слушать ту же самую музыку и вызывать у себя те же эмоции, что и в прошлый раз. Потом их просили вспомнить пары слов, которые они тогда читали.

Ученые хотели проверить теорию о том, что эмоции облегчают работу памяти. Если следовать этой теории, то для того, чтобы вспомнить о чем-то, нужно вызвать у себя то же эмоциональное состояние, которое сопровождало это событие или получение информации. Если же в это время вы испытываете совершенно противоположные эмоции, то вызвать нужное воспоминание будет трудновато.

Как выяснилось, это было верно только для тех, кому дали поспать на начальном этапе. Действительно, они лучше вспоминали ранее прочитанные слова, если их просили войти в то же самое эмоциональное состояние, что и тогда. Но у тех, кого не отправили спать сразу, а впоследствии дали выспаться, подобная связь не наблюдалась.

По мнению исследователей, лишение эмоциональной окраски является неотъемлемой частью консолидации памяти: это позволяет мозгу упрочить воспоминания, сделав их независимыми от внешних факторов. Поэтому в дальнейшем мы вспоминаем не свои чувства и эмоции, а только данные и факты. К тому же если бы мы каждый раз, вспоминая о чем-то, мы испытывали бы весь спектр эмоций, которые ощутили в то время, жить нам стало бы, мягко говоря, трудновато.

Наверное, каждому случалось замечать, что мы с течением времени начинаем спокойнее относиться к событиям, которые когда-то вызывали у нас накал страстей? Тем более отрицательный. Да, мы можем хорошо помнить, что некогда испытывали по тому или иному поводу восторг, печаль, боль, раздражение или разочарование. Однако больше мы этого не чувствуем и можем спокойно и без эмоций рассказывать об этом событии.

Или возьмем другой пример. Вас просят вспомнить некий материал из истории, физики или, скажем, географии. А вы, когда учили его, переживали стрессовую ситуацию по какому-то совершенно постороннему поводу. Если бы у вас закрепилась связь между материалом и этим стрессом, то, чтобы вспомнить, о чем шла речь, вам пришлось бы опять пережить то негативное состояние. Но, к счастью, вам это не требуется, так как сон избавил вас от ненужных эмоций и уложил материал в голове.

Это свойство мозга также спасает нас от многих травмирующих ситуаций, не позволяя снова и снова проигрывать в памяти всю «гамму» негатива. Эмоции уходят — голые факты остаются.

Чем больше мы узнаем о волнах, тем полезнее сможем их использовать

Помнишь «Вечное сияние чистого разума»? Фильм про то, как спящим людям редактировали воспоминания, дабы выбросить из головы воспоминания о неудачных отношениях. В конечном счете это не сработало, но нейробиологи всерьез заинтересовались этой темой. В теории всё очень просто: достаточно разорвать нейронные сети, то бишь взять и оторвать лоскут с ненужными воспоминаниями. Другое дело, что до сих пор не понятно, как это сделать. Скорее всего, это будет не какой-то аппарат, как было показано в фильме, а обычная вакцина, которую будут вводить спящему человеку.

Попытки овладеть практически волшебной техникой ведутся давно, поскольку потенциал у нее — колоссальный. Это будет настоящая панацея от лечения посттравматического синдрома, шизофрении и других психологических расстройств, которые обычно приводят к ухудшению сна и разрыву нейронных связей в мозге.

Так это свидетельство того, что Сила течет через всех нас?

После того, как понятию было дано название «Булочки принцессы Леи», энтузиасты попытались найти больше связи с джедайством и знаменитой Силой.
Оби-Ван Кеноби охарактеризовал знаменитую силу в первом эпизоде следующим образом: «Это энергетическое поле, создающее всё живое. Сила окружает нас и проникает в нас; она скрепляет галактику вместе». Если заменить слово «галактика» на «мозг», то, в общем-то, получится, что знаменитая джедайская Сила — это всего-навсего способность сна и мозга трамбовать собственный жизненный опыт. И ничего больше. Ученые не были фанатами «Звездных войн», им просто понравилась прическа Кэри Фишер.