Je spánek cena, kterou platíme za učení?
Dva vědci věnující se spánku z Lékařské fakulty University of Wisconsin a veřejného zdraví představili hypotézu, která zpochybňuje teorii, že spánek posiluje mozková spojení.
Místo toho synaptická hypotéza homeostázy spánku - SHY - říká, že spánek je důležitý, protože oslabuje spojení mezi mozkovými buňkami, aby šetřil energii, vyhýbal se buněčnému stresu a udržoval schopnost neuronů selektivně reagovat na podněty.
„Spánek je cena, kterou musí mozek zaplatit za učení a paměť,“ říká Dr. Giulio Tononi z univerzitního Centra spánku a vědomí.
"Když je vzhůru, učení posiluje synaptická spojení v celém mozku, zvyšuje potřebu energie a nasycuje mozek novými informacemi." Spánek umožňuje mozku resetovat se a pomáhá integrovat nově naučený materiál do konsolidovaných vzpomínek, takže mozek může začít další den další den. “
Proč by se mozek musel resetovat?
Předpokládejme, že jste své bdělé hodiny strávili učením nových dovedností, jako je jízda na kole. Obvody zapojené do učení by byly značně posíleny, ale příští den bude mozek muset věnovat pozornost učení se novému úkolu. To znamená, že tyto okruhy pro jízdu na kole by musely být utlumeny, aby nezasahovaly do učení nového dne, říká Tononi.
„Spánek pomáhá mozku normalizovat synaptickou sílu na základě komplexního vzorkování jeho celkových znalostí o prostředí, než aby byl zkreslený konkrétními vstupy konkrétního dne bdění,“ vysvětluje.
Důvod, proč nezapomínáme na to, jak jezdit na kole po nočním spánku, je ten, že tyto aktivní obvody jsou utlumeny méně než ty, které se do učení aktivně nezapojovaly, dodává.
Existují důkazy, že spánek zvyšuje důležité funkce paměti, včetně získávání, konsolidace, extrakce podstaty, integrace a „chytrého zapomínání“, což umožňuje mozku zbavit se nevyhnutelného hromadění nedůležitých detailů, pokračuje.
Jedna obecná víra však je, že spánek pomáhá paměti dalším posilováním nervových obvodů během učení, když je vzhůru.
Tononi a jeho spoluautorka Dr. Chiara Cirelli se však domnívají, že konsolidace a integrace vzpomínek, stejně jako obnovení schopnosti učit se, vycházejí ze schopnosti spánku snižovat synaptickou sílu a zvyšovat poměry signálu k šumu.
Tononi a Cirelli laboratorní studie spánku a vědomí na zvířatech od ovocných mušek po člověka. Poznamenávají, že SHY bere v úvahu důkazy z molekulárních, elektrofyziologických a behaviorálních studií i z počítačových simulací. „Synaptická homeostáza“ označuje schopnost mozku udržovat rovnováhu v síle spojení v jeho nervových buňkách, vysvětlují vědci.
V recenzním článku v časopise NeuronVědci tvrdí, že i když existují důkazy o hypotéze SHY, poukazují také na otevřené problémy. Jednou z otázek je, zda by mozek mohl dosáhnout synaptické homeostázy, když je vzhůru tím, že má zapojeny pouze některé obvody a ostatní off-line a resetují se.
Mezi další oblasti budoucího výzkumu patří specifická funkce spánku REM - když se vyskytuje většina snů - a možná klíčová role spánku během vývoje, doba intenzivního učení a masivní přestavování mozku
Zdroj: University of Wisconsin-Madison
