- Регистрация
- 12 Июн 2019
- Сообщения
- 1.902
- Репутация
- 552
- Реакции
- 1.098
Чем занят наш мозг, пока мы спим
Пока вы спите, мозг работает. Одна из причин, почему не стоит пренебрегать сном, заключается в том, что в период сна ваш мозг обрабатывает всю полученную за день информацию. Он раскладывает ее по полочкам и делает так, чтобы ненужные данные отсеивалась, а важные закреплялась в памяти.
Что происходит с нами во сне
В 1928 году немецкий ученый Ганс Бергервпервые получил запись электрической активности мозга человека — электроэнцефалограмму (ЭЭГ). Так, он доказал, что кора головного мозга занята активностями. Кроме того, ученые наблюдали волны с высокоамплитудными колебаниями частотой 0,5–4 Гц, которые потом назвали медленными, а фаза сна стала медленно-волновым сном.
Медленный состоит из четырех этапов:
• Первая стадия проходит между бодрствованием и засыпанием;
• На второй отмечается «легкий» сон, когда частота пульса и дыхания регулируются, температура тела падает;
• Третья и четвертая стадии — глубокий сон.
Фазы быстрого сна составляют 20–25% времени ночного сна, одна фаза длится 10–20 минут и чередуется с фазой медленного сна. Так, цикл в среднем повторяется 4–5 раз.
Раньше считалось, что REM-сон важен для обучения и памяти. Однако новые исследования свидетельствуют о том, что не-REM-сон важнее для укрепления памяти и обработки полученной информации. Также эта фаза является более спокойной.
Части мозга и их функции во сне
Гипоталамус содержит группы нервных клеток, которые действуют как центры управления, влияющие на сон и возбуждение. Внутри гипоталамуса расположено супрахиазматическое ядро (SCN), которое получает информацию о воздействии света.
Ствол головного мозга (включает структуры, называемые мостом, мозговым веществом и средним мозгом) контролирует переходы между бодрствованием и сном. В гипоталамусе и стволе головного мозга вырабатывается химическое вещество (ГАМК), которое снижает активность центров возбуждения. Ствол головного мозга посылает сигналы для расслабления мышц.
Таламус передает информацию от органов чувств к коре головного мозга. Он активен в фазе быстрого сна и посылает коре головного мозга изображения, звуки и другие ощущения, которые есть в сновидениях.
Шишковидная железа получает сигналы от супрахиазматического ядра (SCN) в гипоталамусе и увеличивает выработку гормона мелатонина. Именно он способствует сну.
Базальный передний мозг способствует сну и бодрствованию, в то время как часть среднего мозга, наоборот, возбуждает. Когда из базального переднего мозга высвобождается аденозин, появляется желание засыпать.
Миндалевидное тело становится все более активным во время быстрого сна. Оно отвечает за регулирование эмоций.
Как здоровый сон помогает учиться эффективнее
Множественные гипотезы объясняют связи между сном и обучением у людей. Исследования показывают, что сон позволяет не только отдыхать, но и обрабатывать информацию.
Быстрый сон (REM) и медленный сон (NREM) играют разные роли в консолидации памяти. REM связан с консолидацией недекларативных воспоминаний. Например, это такие автоматические действия, как езда на велосипеде, чистка зубов. Медленный сон (NREM) связан с консолидацией декларативных воспоминаний. Это факты, которые не запоминаются просто так: например, исторические даты, новые термины. Так, сон помогает мозгу редактировать память согласно гипотезе синаптического масштабирования.
Сон обеспечивает более эффективное и действенное хранение информации, необходимой для обучения
Согласно исследованию профессора нейробиологии и психологии Калифорнийского университета в Беркли Мэттью Уолкера, было выяснено, что сон фиксирует декларативные воспоминания. В ходе исследования две группы выучили пары слов, а затем либо заснули, либо не спали — и снова были протестированы. Две другие группы сделали то же самое, за исключением того, что они также выучили другие пары слов прямо перед повторным тестированием, чтобы попытаться затруднить вспоминание выученных ранее слов. Но благодаря сну они остались в памяти.
Сон помогает людям заново проанализировать свои воспоминания
Было обнаружено, что те же паттерны мозговой активности, которые возникают во время обучения, повторяются во время сна, только быстрее. Сон компенсирует усиление одних синапсов (связей) между нейронами за счет ослабления. Это позволяет укрепить другие связи, пока мы бодрствуем.
Обучение — это процесс укрепления нейронных связей. В обучении важен такой процесс, как консолидация, — переход от медленной сознательной обработки информации к быстрой и бессознательной автоматизации. Так, если вы умеете выполнять какие-то действия без особых усилий, появляется возможность для улучшения навыка или получения нового. Консолидации помогает сон. Так, мозг запускает специальный алгоритм, который воспроизводит события прошедшего дня и переносит в отсек нашей памяти, пишет Станислас Деан, автор книги «Как мы учимся».
«В 1994 году израильские ученые провели эксперимент, который это подтвердил. «В течение дня добровольцы учились обнаруживать полосу в определенной точке сетчатки. Эффективность выполнения задачи медленно увеличивалась, пока не достигала плато. Однако после сна производительность участников резко повышалась и оставалась на этом уровне на протяжении следующих нескольких дней. Когда исследователи будили испытуемых во время стадии быстрого сна, никаких улучшений не наблюдалось. Поэтому именно медленный сон способствует консолидации, в то время как быстрый сон содействует закреплению перцептивных и моторных навыков».
Другое исследование, основанное на электрофизиологических записях префронтальной коры головного мозга крыс, показало, что скопления клеток, которые сформировались при обучении, были более активными во время последующих эпизодов сна. Эти воспроизведения были более заметными во время медленного сна и сопровождались реактивацией гиппокампа. Так, нейронные паттерны в больших мозговых сетях маркируются во время обучения, поэтому они воспроизводятся и, предположительно, консолидируются во время последующего сна. Источник.