Активация воспоминаний приводит к электрической активности, что указывает на улучшение памяти

Нейробиологи из Северо-Западного университета сотрудничали с врачами из Центра эпилепсии Чикагского университета, чтобы изучить электрическую активность мозга у пяти пациентов центра в ответ на звуки, подаваемые исследовательской группой в рамках образовательного упражнения.

Пяти пациентам, которые вызвались участвовать в исследовании, имплантировали датчики полярности в мозг, чтобы исследовать возможные методы лечения их судорожных расстройств.

В то время как в предыдущих исследованиях использовались записи ЭЭГ, сделанные с помощью электродов на голове, для измерения обработки памяти во время сна, это первое исследование, в котором регистрируется такая электрическая активность внутри мозга.

Исследование показало, что участники значительно улучшили свои результаты в тесте на припоминание на следующее утро. Специфическая активность мозга позволила исследователям сделать большой шаг вперед в понимании того, как работает хранилище памяти, предоставив визуальные данные, которые идентифицируют области мозга, участвующие в процессе ночного хранения памяти.

Хотя число исследованных пациентов было обязательно небольшим, можно было сделать убедительные выводы, поскольку у всех пяти пациентов наблюдались одинаковые паттерны улучшения памяти и электрической активности.

«Мы изучаем, как люди могут запоминать то, что они узнали, а не забывать их», — сказал Кен Баллер, директор программы когнитивной нейробиологии в Северо-Западном университете и первый исследователь исследования. «Мы считаем, что сон способствует этой способности».

Баллер — профессор психологии и Джеймс Падилла, заведующий кафедрой искусств и наук Школы искусств и наук Вайнберга Северо-Западного университета.

В число участников исследования входят исследователи в области неврологии и нейрохирургии из Чикагского университета, а также исследователи психологии из Северо-Западного университета, Мичиганского университета и Миддлберийского колледжа (Вермонт).

Статья «Электрофизиологические маркеры консолидации памяти в мозгу человека при реактивации воспоминаний во время сна» будет опубликована 24 октября в Труды Национальной академии наук (ПНАС).

Как проводилось исследование?

Однажды ночью, когда каждый пациент спал в больничной палате, команда записала электрофизиологические реакции на 10-20 звуков, которые предъявлялись повторно. Все звуки воспроизводились очень тихо, чтобы избежать волнения. Половина звуков была связана с объектами и их точным пространственным положением, которые пациенты выучили перед сном с помощью портативного компьютера, например, звяканье ключей от машины, чтобы помочь запомнить свое местоположение.

После сна исследователи обнаружили систематические улучшения пространственного поиска, повторив результаты предыдущих исследований с использованием записей ЭЭГ кожи головы. Пациенты более точно указывали места, которые запомнились на экране ноутбука.

Новые данные имплантированных мозговых электродов показали, что звуки объектов, отображаемых во время сна, вызывают повышенную колебательную активность, в том числе увеличение тета-, сигма- и гамма-диапазонов.

Наличие электрофизиологической активности в гиппокампе и медиально-височной области, примыкающей к коре головного мозга, при появлении звуков во время сна отражает реактивацию и усиление соответствующих пространственных воспоминаний.

Гамма-ответы постоянно связаны со степенью улучшения пространственной памяти, которое появляется после сна. Это электрофизиологическое свидетельство привело исследователей к выводу, что в этих областях мозга происходит усиление памяти во время сна.

«Ортодоксальное предположение состояло в том, что такие звуки будут затемнены, когда люди заснут», — сказал Баллер. Вместо этого эти звуки позволили нам продемонстрировать, что структуры мозга, такие как гиппокамп, реагируют на реактивацию воспоминаний, помогая нам сохранять знания, которые мы получаем, когда бодрствуем.

«Иногда воспоминания и забывания кажутся случайными. Мы можем помнить не относящиеся к делу детали, забывая то, что больше всего хотим запомнить. Новый ответ на эту давнюю загадку, выявленный в этом исследовании.И заключается в том, что воспоминания возвращаются, когда мы спим, даже если мы просыпаемся и не знаем, что это происходит», — сказал Палер.

Источник истории:

Материалы Представление о Северо-Западный университет. Оригинал Стефани Колк. Примечание. Контент может быть изменен в зависимости от стиля и длины.