Как сон формирует нашу ассоциативную память?

Предыдущие исследования показали, что память животных и человека улучшается от достаточного количества качественного сна. В новой работе описываются основные механизмы, которые усиливают или создают во время сна новые ассоциативные воспоминания.

Ассоциативная память — это способность запоминать произвольные или косвенные ассоциации с объектами, людьми или событиями.

Максим Баженов, доктор медицинских наук, профессор медицины Калифорнийского университета, и Тимоти Тадрос, аспирант его лаборатории, разработали искусственную модель двух областей мозга: таламической (участвующей в более ранней сенсорной обработке) и корковой (участвующей в памяти, обучении и принятии решений). Модель была способна имитировать два основных состояния мозга: бодрствование, когда нейроны спонтанно активны и оптимизированы для обработки сенсорной информации, и глубокий сон, когда генерируются внутренние колебания электрической активности, например медленные волны.

Свойства сетевой модели можно изменить, чтобы обеспечить переходы между активностью бодрствования и сна, подобно тому, что биологический мозг делает каждый день. В области коры связи между нейронами могли становиться сильнее или слабее в зависимости от их активности, известной как синаптическая пластичность, которая отражает основной известный биологический механизм, формирующий или стирающий воспоминания.

Ученые обучили сеть в бодрствующем режиме изучать такие прямые ассоциации, как А+В или В+С, но не А+С, а затем обнаружили, что в спящем режиме модель формировала косвенные ассоциации: А+С. Это произошло потому, что во время сна нейроны, представляющие все три взаимосвязанных элемента (A, B и C), спонтанно активировались в близком временном порядке. Это воспроизведение сна запускало синаптическую пластичность и приводило к образованию прочных синаптических связей между всеми этими нейронами. «Поэтому после сна активация какой-либо одной группы, такой как A, активирует все другие связанные группы, такие как B и C», - пояснил Баженов.

Работа, опубликованная в Journal of Neuroscience, имеет практическое значение и будет полезна для исследований таких заболеваний, как шизофрения и расстройства аутистического спектра, а также может помочь пожилым людям, у которых функция памяти и качество сна ухудшаются с возрастом.

Источник: medicalxpress.com