Nová studie ukazuje, jak spánek pomáhá zlepšit učení
Nová studie pomáhá vysvětlit, co se děje ve vašem mozku, když spíte, což pomáhá zlepšit motorické učení.
"Mechanismy konsolidace paměti týkající se učení motorické paměti byly dosud nejisté," řekl Masako Tamaki, Ph.D., postdoctorální výzkumník na Brown University a hlavní autor studie.
"Snažili jsme se přijít na to, která část mozku dělá co během spánku, nezávisle na tom, co se děje během bdění." Snažili jsme se zjistit konkrétní roli spánku. “
Pomocí tří různých druhů mozkových skenů byli vědci schopni přesně kvantifikovat změny v některých mozkových vlnách a přesné umístění této změněné mozkové aktivity u lidí, když spali poté, co se naučili postupné klepání prstem. Úkolem byla posloupnost klíčových úderů podobných psaní nebo hraní na klavír.
Výsledky experimentů prováděných ve všeobecné nemocnici v Massachusetts a poté analyzované u Browna ukazují, že zlepšená rychlost a přesnost, kterou dobrovolníci prokázali na úkolu po několika hodinách spánku, byla „významně“ spojena se změnami oscilací mozkových vln rychlého sigma a delta v jejich doplňkových motorická oblast (SMA), oblast v horní polovině mozku.
K těmto změnám mozkových vln v SMA došlo podle výzkumníků během určité fáze spánku známé jako „pomalý vlnový“ spánek.
Zatímco vědci prokázali, že spánek zlepšuje mnoho druhů učení, včetně druhu sekvenčních motorických úkolů poklepávání prstů, které jsou popsány v této studii, nebyli si jisti, proč nebo jak, podle odpovídajícího autora Yuka Sasaki, Ph.D., docent na Brownově katedře kognitivních, lingvistických a psychologických věd.
Je to intenzivní aktivita na upevnění učení, takže mozek může těžit ze spánku, protože je k dispozici více energie nebo protože rozptýlení a nové vstupy jsou menší, poznamenala.
"Spánek není jen ztráta času," řekla.
Pro studii výzkumný tým přijal 15 subjektů. První tři noci devět z nich spalo v jakémkoli preferovaném čase před spaním, zatímco jejich mozky byly skenovány pomocí magnetoencefalografie (MEG), která měří oscilace s přesným načasováním, a polysomnografie, která sleduje fázi spánku.
Do této doby měli vědci dobré základní hodnoty mozkové aktivity a subjekty si zvykly spát v laboratoři, uvedli vědci.
Čtvrtý den se subjekty naučily úkol klepání prstem na své nedominantní ruce, takže bylo záměrně těžší se učit. Poté jim bylo umožněno tři hodiny spát a byly skenovány pomocí PSG a MEG.
Poté je vědci probudili. O hodinu později požádali subjekty, aby provedli klepání.
Kontrolní skupina šesti dalších subjektů nespala poté, co se úlohu naučila, ale byla také požádána, aby ji provedla o čtyři hodiny později.
Vědci zjistili, že subjekty, které spaly, prováděly tento úkol rychleji a přesněji než ti, kteří spali.
Pátý den vědci naskenovali každého dobrovolníka pomocí magnetického rezonančního zobrazovacího stroje, který mapuje mozkovou anatomii, aby mohli vidět, kde se v mozku každé osoby nacházejí pozorované MEG oscilace.
Vědci sledovali pět různých oscilačních frekvencí v osmi oblastech mozku - čtyři odlišné oblasti na každé ze dvou stran mozku.
Sasaki uvedla, že očekává, že nejvýznamnější aktivita proběhne v oblasti mozku „M1“, která řídí motorické ovládání, ale místo toho zjistila, že k významným změnám došlo v SMA na opačné straně trénované ruky.
Na oscilacích delta a fast-sigma bylo obzvláště důležité, aby vyhovovaly dvěma klíčovým kritériím: Podstatně se změnily poté, co byli dobrovolníci vyškoleni v úkolu, a síla této změny korelovala se stupněm zlepšení dané osoby v úkolu, podle vědcům.
Po provedení experimentů se Sasaki, Tamaki a spoluautor Takeo Watanabe přestěhovali z nemocnice do Browna, kde založili novou spánkovou laboratoř. Od té doby zahájili projekt dalšího studia toho, jak mozek konsoliduje učení. V tomto případě se dívají na vizuální výukové úkoly.
"Uvidíme podobné efekty?" Zeptal se Sasaki. "Bylo by to s podobnými frekvenčními pásmy a podobnou organizací sousedních oblastí mozku?"
Aby zjistili, někteří dobrovolníci na tom budou muset jen spát.
Studie se objevila v Journal of Neuroscience.
Zdroj: Brown University
