Pripravljamo se na izpite. Datumi nam dihajo za ovratnik. Vsi se sprašujemo, ali bi se celo noč učili ali je bolje, da se pred izpitom spočijemo? Kot vemo, lahko pomanjkanje spanja izjemno oteži priklic informacij v ključnem trenutku. Zdaj pa nam je znanost prišla na pomoč. Dve novi študiji z Univerze v Michiganu razkrivata, kaj se dogaja v možganih med spanjem in pomanjkanjem spanja, kar lahko pomaga ali škoduje oblikovanju spominov.
Specifični nevroni in njihova vloga
Specifični nevroni se lahko prilagodijo specifičnim dražljajem. Na primer, podgane v labirintu imajo nevrone, ki se aktivirajo, ko žival doseže določene točke v labirintu. Ti nevroni, imenovani krajevni nevroni, so aktivni tudi pri ljudeh in jim pomagajo pri navigaciji v okolju.
»Če se ta nevron odziva med spanjem, kaj lahko iz tega sklepate?« je rekel Kamran Diba, doktor znanosti, izredni profesor anesteziologije na Medicinski fakulteti Univerze v Michiganu.
Študija, povzeta v reviji Nature, ki sta jo vodila Diba in nekdanji podiplomski študent Kourosh Maboudi, doktor znanosti, obravnava nevrone v hipokampusu, strukturi v obliki morskega konjička, globoko v možganih, ki sodeluje pri oblikovanju spominov, in je odkrila način za vizualizacijo prilagajanja nevronskih vzorcev, povezanih z lokacijo, medtem ko je žival spala.
Vloga ostrovalovnih valov
Vrsta električne aktivnosti, imenovana ostrovalovni valovi, izhaja iz hipokampusa vsakih nekaj sekund, v obdobju mnogih ur, med stanji počitka in spanjem. Raziskovalce je navdušilo, kako sinhroni so valovi in kako daleč potujejo, kar se zdi, da širijo informacije iz enega dela možganov v drugega. Menijo, da ti izbruhi omogočajo nevronom, da tvorijo in posodabljajo spomine, vključno z lokacijskimi.
Merjenje možganske aktivnosti
V študiji je ekipa merila možgansko aktivnost podgane med spanjem, potem ko je podgana zaključila nov labirint. Z uporabo vrste statističnega sklepanja, imenovanega Bayesovsko učenje, so prvič uspeli slediti, kateri nevroni se odzovejo na katere kraje v labirintu.
»Recimo, da nevron preferira določen kot labirinta. Lahko opazimo, da se ta nevron aktivira z drugimi, ki kažejo podobno preferenco med spanjem. Včasih pa se lahko z njim sočasno aktivirajo nevroni, povezani z drugimi območji. Nato smo opazili, da so se, ko smo podgano vrnili v labirint, lokacijske preference nevronov spremenile glede na to, s katerimi celicami so se aktivirali med spanjem,« je povedal Diba.
Metoda jim omogoča, da v realnem času vizualizirajo plastičnost ali reprezentacijski premik nevronov. Prav tako dodatno podpira dolgoletno teorijo, da je reaktivacija nevronov med spanjem del tega, zakaj je spanje pomembno za spomine.
Pomanjkanje spanja in njegov vpliv
Glede na pomembnost spanja je Dibina ekipa želela raziskati, kaj se dogaja v možganih v kontekstu pomanjkanja spanja. V drugi študiji, prav tako objavljeni v Nature, je ekipa, ki sta jo vodila Diba in nekdanji podiplomski študent Bapun Giri, doktor znanosti, primerjala količino reaktivacije nevronov — pri čemer se krajevni nevroni, ki so se sprožili med raziskovanjem labirinta, spontano ponovno sprožijo med počitkom — in zaporedje njihove reaktivacije (kvantificirano kot ponovitev), med spanjem v primerjavi s pomanjkanjem spanja.
Rezultati študije o pomanjkanju spanja
Odkrito je bilo, da so bili vzorci sprožanja nevronov, vključenih v reaktivacijo in ponovitev labirintske izkušnje, višji med spanjem v primerjavi s pomanjkanjem spanja. Pomanjkanje spanja je sovpadalo s podobno ali višjo stopnjo ostrovalovnih valov, vendar nižjo amplitudo valov in nižjo močjo valov.
»V skoraj polovici primerov je bila reaktivacija labirintske izkušnje med ostrovalovnimi valovi popolnoma zatreta med pomanjkanjem spanja,« je dejal Diba.
Ko so podgane s pomanjkanjem spanja lahko nadoknadile spanje, se je reaktivacija nekoliko povečala, vendar nikoli ni dosegla tiste ravni, kot pri podganah, ki so spale normalno. Poleg tega je bila ponovitev podobno prizadeta, vendar se ni obnovila, ko je bilo izgubljeno spanje povrnjeno.
Prihodnje raziskave
Že leta je znano, da sta reaktivacija in ponovitev pomembni za spomin, ugotovitve pa sedaj kažejo na to, kako škodljive učinke ima pomanjkanje spanja na spomin. Dibina ekipa upa, da bo nadaljevala raziskave o naravi procesiranja spominov med spanjem, zakaj jih je treba reaktivirati in učinke spalnega cikla na spomin.
Razumevanje teh procesov je ključnega pomena za razvoj učinkovitih strategij za izboljšanje spomina in učenja, še posebej v kritičnih obdobjih, kot so zaključni izpiti.
Novinar
