Role REM versus non-REM spánek při učení

Nový výzkum hodnotí, která fáze spánku je pro učení nejdůležitější: REM nebo non-REM. V nové studii vyšetřovatelé zkoumali dva mechanismy. Zlepšuje spánek učení zlepšováním dovedností, zatímco lidé odkládají, nebo přínosem spánku je posílení těchto dovedností v mozku, takže je méně pravděpodobné, že na ně zapomenou?

Podle studie Brown University o vizuálním učení je odpověď „vše výše uvedené“.

"Spánek je dobrý pro mnoho procesů v těle i mysli, ale polemika byla o tom, jak je spánek dobrý," uvedla odpovídající autorka Yuka Sasaki, profesorka kognitivních, lingvistických a psychologických věd (výzkumu) v Brown.

"Dělá non-REM spánek a REM spánek různé příspěvky, nebo nezáleží na fázi spánku?" Myslíme si, že máme jednu odpověď, protože jasně ukazujeme rozdíl v rolích non-REM spánku a REM spánku ve vizuálním percepčním učení. “

Ve studii byli mladí dospělí vyškoleni k identifikaci písmene a orientaci sady čar na texturovaném pozadí ve dvou různých úkolech: jeden před spánkem a druhý po spánku. Mezi těmito dvěma úkoly vědci analyzovali mozkové vlny účastníků, když spali. Současně také měřili koncentrace dvou různých chemických látek v jejich mozku: excitační neurotransmiter nazývaný glutamát a inhibiční neurotransmiter nazývaný kyselina gama-aminomáselná.

Samostatně vědci provedli stejné analýzy u lidí, kteří se neúčastnili úkolů vizuálního učení.

Vědci mohou měřit poměr těchto dvou chemických látek v mozku - nazývaný rovnováha excitace / inhibice (E / I) - a získat informace o stavu konkrétní oblasti mozku.

Někdy, například když má oblast mozku vysokou rovnováhu E / I, neurony aktivně vytvářejí nová spojení, což znamená, že oblast mozku má vysoký stupeň plasticity.

Naopak, když má oblast mozku nízkou rovnováhu E / I, říká se, že je ve stavu stabilizace. Během stabilizace jsou méně důležitá nervová spojení odříznuta, čímž se zvyšuje účinnost a odolnost spojů, které zůstávají. Jak plasticita, tak stabilizace jsou nedílnou součástí procesu učení: plasticita se obvykle promítá do nárůstu výkonu a stabilizace zabraňuje přepsání nebo narušení nového učení novým učením.

Tato nová studie, která se objeví v Přírodní neurovědy, zjistili, že plasticita a stabilizace se vyskytují během různých fází spánku.

Během spánku bez REM (NREM) vykazovaly vizuální oblasti mozků účastníků rovnováhu E / I naznačující zvýšenou plasticitu. Tento vzor byl nalezen iu účastníků, kteří se neúčastnili úkolů vizuálního učení, což znamená, že k nim dochází i při absenci učení.

Fáze REM se však zdá být nezbytná pro to, aby lidé mohli těžit z výhod zvýšené plasticity, kterou vykazují během spánku NREM. Během REM spánku chemické koncentrace v mozku účastníků naznačovaly, že jejich vizuální oblasti prošly stabilizací.

Vyšetřovatelé zjistili, že tento proces nastal pouze u účastníků, kteří se účastnili úkolů vizuálního učení, což naznačuje, že na rozdíl od plasticity ke stabilizaci během spánku dochází pouze za přítomnosti učení.

Účastníci, kteří podstoupili pouze NREM spánek, nevykazovali žádné zvýšení výkonu, pravděpodobně proto, že nový úkol po spánku narušil jejich učení úlohy před spánkem. Naopak ti, kteří podstoupili spánek NREM i REM, vykazovali významné zvýšení výkonu jak před spánkem, tak po spánku.

"Doufám, že to pomůže lidem uvědomit si, že jak spánek, který není REM, tak REM spánek jsou důležité pro učení," řekl Sasaki. "Když lidé spí v noci, existuje mnoho spánkových cyklů." REM spánek se objeví nejméně třikrát, čtyřikrát, pětkrát, a to zejména v pozdější části noci. Chceme mít spoustu REM spánku, abychom si pomohli lépe si pamatovat, takže bychom si neměli spánek zkracovat. “

Do budoucna by Sasaki a její kolegové chtěli zjistit, zda lze jejich zjištění zobecnit na jiné typy učení. Rovněž by rádi spojili tento výzkum s minulým výzkumem vizuálního vnímání a odměňování.

"Dříve jsme ukázali, že odměna zvyšuje vizuální učení spánkem, takže bychom chtěli pochopit, jak to funguje," řekla. "Je to ambiciózní, ale možná bychom mohli tento výzkum rozšířit o další typy učení, abychom si mohli lépe pamatovat a rozvíjet lepší motorické učení, lepší vizuální dovednosti a lepší kreativitu."

Zdroj: Brown University