Зрачки во сне показали, что происходит с воспоминаниями

Нейробиологи из Корнеллского университета (штат Нью-Йорк) под руководством доцентов Азахары Олива и Антонио Фернандеса-Руиса обнаружили, что реакции зрачка показывают, как и когда мозг прочно и надолго создаёт воспоминания. Научную статью с выводами опубликовали в издании Nature.


У нейробиологов возникли вопросы, на которые невозможно было ответить путём обычных наблюдений. Как именно мозг отделяет поступающие новые знания от ранее полученных, чтобы они не препятствовали друг другу в нашей памяти? И как он контролирует настройки памяти в течение всей ночи?


— Олива.

Исследователи установили подопытным мышам электроды в мозг и мини-камеры для регистрации движений глаз. В результате удалось выяснить, что новые воспоминания всплывают и закрепляются, когда зрачок сужается при промежуточной стадии (подэтапе) медленного сна. То есть происходит это во время фазы сна, когда не наблюдаются быстрые движения глаз, свойственные активным сновидениям. А когда зрачок становится шире, подобное происходит уже для более старых воспоминаний.

Склонность мозга не смешивать эти две стадии сна уберегает от «катастрофического забывания», при котором консолидация (закрепление) одного воспоминания искажает или губит другое. Можно предположить, что во сне сознание перебирает и заново перекладывает в своей «библиотеке» новую и старую информацию о прожитом.

На протяжении месяца группу мышей обучали поискам то воды, то печенья в закоулках лабиринта. Затем мозг подопытных грызунов оснастили электродами и навесили на них миниатюрные камеры, которые отслеживали перемены в зрачках. Выучив новую задачу, мыши затем спали, и электроды передавали их умственную активность, а видеокамеры записывали изменения в зрачках.

Видеофиксация показала, что структура сна мышей в смысле деления на этапы по времени гораздо разнообразнее, чем предполагалось ранее, и что она похожа на стадии сна у людей. Будя грызунов в разные моменты и перепроверяя, насколько они помнят усвоенные уроки, нейробиологи могли делать аналитические выводы о происходящем в их сознании.

Когда мыши переходят к фазе медленного сна, их зрачки сужаются, и именно в эти моменты недавно усвоенные задачи (новые воспоминания) активируются и закрепляются, а предыдущие знания отодвигаются в сторону. И наоборот, старые воспоминания приходят на ум и повторяются, когда зрачок расширяется.


— Олива.

Полученные результаты могут привести к созданию новых методов улучшения памяти у людей. А также открытие подскажет учёным в области компьютерных наук, как ещё эффективнее обучать искусственные нейронные сети.