Od dawna wiadomo, że sen wspiera procesy zapamiętywania i nauki. Jednak wiele mechanizmów odpowiedzialnych za te funkcje wciąż pozostaje nie do końca poznanych. Dotąd sądzono, że sen głównie pomaga utrwalić wydarzenia, których już doświadczyliśmy. Najnowsze odkrycia pokazują jednak, że jego rola może być znacznie bardziej aktywna i wykraczać poza samą konsolidację wspomnień.
Sen jako przygotowanie do przyszłości
Badania przeprowadzone przez japońskich naukowców wskazują, że mózg nie tylko porządkuje wspomnienia podczas snu, ale także przygotowuje struktury neuronalne do rejestrowania przyszłych zdarzeń. Oznacza to, że sen może „szkolić” mózg w oczekiwaniu na nowe informacje, zanim jeszcze się pojawią.
Zjawisko pamięci opiera się na skomplikowanych strukturach biologicznych – konkretnych grupach neuronów zwanych komórkami engramowymi. To one kodują nasze przeżycia w formie możliwej do późniejszego odtworzenia. Wiadomo już, że sen ma kluczowe znaczenie dla efektywności tych procesów, jednak dopiero teraz zaczynamy rozumieć, jak głęboko sięgają jego możliwości.
Rewolucyjne badanie na myszach
W eksperymencie z udziałem swobodnie poruszających się myszy naukowcy śledzili aktywność mózgową na wszystkich etapach procesu zapamiętywania: przed, w trakcie oraz po wydarzeniach edukacyjnych. Dzięki zaawansowanej technologii obrazowania udało się zidentyfikować nie tylko klasyczne komórki engramowe, ale także nowe grupy neuronów, które badacze nazwali „przyszłymi engramami”.
Te potencjalne komórki pamięci, choć jeszcze niezwiązane z konkretnymi wspomnieniami, zaczynały wykazywać synchronizację z istniejącymi engramami podczas snu po nauce. W późniejszym czasie rzeczywiście stawały się aktywne przy kodowaniu kolejnych informacji.
– Sen nie tylko porządkuje przeszłość, ale dosłownie tworzy przestrzeń dla przyszłości – komentuje profesor Kaoru Inokuchi z Uniwersytetu Toyama, współautor badania.
Symulacje potwierdzają. Sen tworzy mapę dla nowych wspomnień
Zespół opracował też symulację sieci neuronowej, odzwierciedlającą pracę hipokampa. Model wykazał, że zjawiska takie jak depresja synaptyczna i tzw. skalowanie są kluczowe dla organizowania potencjalnych komórek pamięci. Gdy te mechanizmy wyłączono w symulacji, zdolność mózgu do przygotowania się na przyszłe wspomnienia znikała.
Synchronizacja między starymi i nowo formującymi się sieciami neuronalnymi może więc stanowić fundament naszej zdolności do uczenia się. Wyniki sugerują, że jakość snu pomiędzy kolejnymi etapami nauki ma wpływ nie tylko na utrwalenie zdobytej wiedzy, ale i na gotowość mózgu do dalszego przyswajania informacji.
Wpływ na przyszłość edukacji i medycyny
Choć badania są jeszcze na wczesnym etapie, ich potencjał może być ogromny. Od metod wspierających uczenie się, po nowe podejścia do terapii zaburzeń pamięci – zrozumienie, jak sen przygotowuje mózg do przyszłości, może zrewolucjonizować sposób, w jaki wspieramy rozwój poznawczy człowieka.
– Wierzymy, że manipulacja wzorcami snu lub stymulacja aktywności mózgu w czasie snu może otworzyć nowe drogi do poprawy pamięci – mówi Inokuchi. Najważniejsze przesłanie płynące z badań? Sen to nie luksus. To biologiczna konieczność i najpotężniejsze narzędzie mózgu do nauki.
Badanie ukazało się na łamach Nature Communications.
Czytaj też:
Masz ten codzienny nawyk? Twój mózg może przez to dosłownie się kurczyćCzytaj też:
Oto pierwszy sygnał autyzmu u niemowląt. Naukowcy biją na alarm