Чтобы прийти к такому выводу, команда Мичиганского университета и Университета Райса (США) проанализировала показания мозговых волн крыс во время бодрствования и сна.
Оказывается, нейроны, которые активируются в центре памяти мозга во время сна, не только анализируют прошлый опыт. Согласно новым выводам ученых, они также пытаются заглянуть в будущее, репетируя действия, которые еще не произошли.
Как проходило исследование
Исследователи зарегистрировали показатели мозговых волн крыс во время их бодрствования и сна. Ученые собирали данные до, во время и после того, как грызуны решали задачи в лабиринте, чтобы оценить активность нервных клеток вне лабиринта, например, в периоды отдыха.
«Мы решили эту задачу, связав активность каждого отдельного нейрона с активностью остальных нейронов», – рассказал анестезиолог Камран Диба, соавтор исследования. По его словам, способность «отслеживать активность нейронов даже без стимула стала важным прорывом».
Новизна подхода заключалась в том, что команда могла не только связывать физические пространства в лабиринте с конкретной активностью нейронов в реальном времени, но и работать в обратном направлении, сопоставляя активность нейронов с точками лабиринта, когда крысы дремали.
Все это стало возможным благодаря процессу машинного обучения, который учитывает взаимосвязи нейронов, а не рассматривает их изолированно. Исходя из того, как нейроны крыс активировались во сне, а затем – во время их следующей попытки пройти лабиринт, грызуны не просто мечтали о местах, которые они уже посетили, но также работали над потенциальными новыми маршрутами.
Полученные результаты важны для изучения пространственной настройки того, как активность определенных нейронов связана с конкретными местами. Эта настройка является динамическим процессом, и, похоже, в ней участвует мозг спящего, пишет издание Science Alert.
Когда крыс после пробуждения снова вводили в лабиринт, нейронная активность, измеренная во время сна, в определенной степени предсказывала новые способы исследования окружающей среды. Совпадения не были точными, но достаточно близкими, чтобы намекнуть на связь между снами и будущими намерениями.
«Когда мы возвращаем животных в окружающую среду во второй раз, мы можем подтвердить, что эти изменения действительно отражают то, чему они научились, когда спали», – отметил нейробиолог Калеб Кемере.
Хорошо известно, что сон помогает нам формировать воспоминания. И хотя в этом исследовании фигурировали крысы, вполне вероятно, что нечто подобное происходит и в человеческом мозге: своего рода репетиция будущих приключений.
«Совсем не обязательно, что во время сна нейроны только и делают, что стабилизируют воспоминания о пережитом опыте. Оказывается, некоторые из них занимаются чем-то другим», – резюмировал Пан Кемере.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Фото: pexels.com
