Недавнее исследование, проведенное группой ученых из Университета Райса, Хьюстонского методистского центра восстановления нервных систем и Медицинского колледжа Вейла Корнелла под руководством Валентина Драгоя, выявило ключевой механизм, посредством которого сон улучшает работу нейронов и поведение. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, проливают свет на стадию медленного сна и предлагают многообещающие возможности для нейромодуляционной терапии.
Сон и когнитивные функции: новое исследование
Для изучения нейронной активности макак во время выполнения зрительных задач до и после 30-минутного периода медленного сна, ученые использовали многоэлектродные массивы для фиксации активности тысяч нейронов в трех областях мозга. Чтобы подтвердить, что животные находились в медленном сне, применялись полисомнография и видеоанализ.
Результаты
Исследование показало, что сон улучшает производительность животных при выполнении зрительных задач, повышая точность различения повернутых изображений. Важным открытием стало то, что этот эффект наблюдается только у тех, кто действительно заснул. Во время сна ученые наблюдали увеличение активности низкочастотных дельта-волн и синхронизацию возбуждения нейронов, а после сна активность стала более десинхронизированной, что позволило нейронам активироваться независимо и повысило точность обработки информации.
Имитация стимуляции мозга
Исследователи смоделировали нейронные эффекты сна посредством низкочастотной электрической стимуляции зрительной коры. Применение стимуляции частотой 4 Гц воспроизвело эффект десинхронизации, наблюдаемый после сна, и улучшило выполнение задач животными. Это открытие предполагает, что определенные модели электрической стимуляции могут быть использованы для имитации когнитивных преимуществ сна.
Нейронные механизмы сна
Исследование также показало, что во время сна как возбуждающие, так и тормозные связи в мозгу становятся слабее, но делают это асимметрично. Это решение, используемое мозгом после сна, усиливает возбуждение и открывает потенциал для разработки методов терапевтической стимуляции мозга.
Заключение
Исследование углубляет наше понимание роли сна в когнитивных функциях и открывает новые горизонты в разработке методов улучшения работы мозга независимо от сна. Результаты подчеркивают важность дальнейших исследований в этой области и их потенциальное применение в медицине и нейробиологии.
Литература.
“NREM sleep improves behavioral performance by desynchronizing cortical circuits” by Valentin Dragoi et al. Science
