Сон необхідний для ефективного функціонування кожної людини. Втрата навіть кількох годин сну може чинити негативний вплив на різні когнітивні функції, такі як увага, мова, мислення, прийняття рішень, здатність до навчання і пам’ять.
Як відомо, сон сприяє закріпленню спогадів, які були отримані до моменту засипання. Згідно широко поширеній моделі, вплив сну залежить від нейрональної реактивації спогадів під час сну, яка пов’язана зі специфічними коливаннями мозку (повільними хвилями).
Недавні дослідження показали, що обробка пам’яті під час сну може бути посилена за допомогою:
1) відстеження реактивації пам’яті під час сну;
2) стимулювання специфічних для сну коливань мозку;
3) фармакологічного впливу на специфічні нейромедіаторні системи.
Відстеження реактивації пам’яті під час сну
Реактивація пам’яті відбувається не тільки спонтанно під час сну, але і може бути викликана або посилена за допомогою зовнішніх нагадувань – процедури, яка була названа «цільовою реактивацією пам’яті» (targeted memory reactivation). Спогади про місцезнаходження об’єктів можуть бути реактивовані під час сну, якщо піддати учасників впливу запахів, які раніше були пов’язані з місцями розташування вивчених об’єктів. Подальші дослідження показали, що викликана запахом реактивація під час повільного сну не тільки підсилює спогади, а й перетворює їх в більш стабільну форму, роблячи їх стійкими до подальших перешкод.
Запуск реактивації під час сну для поліпшення продуктивності пам’яті працює не тільки з запахами, вплив слуховими стимулами також виявився ефективним. Але у слухових стимулів є один важливий недолік – вони можуть потенційно порушувати режим сну.
Ще одним важливим моментом є те, що реактивація пам’яті під час сну може не тільки поліпшити подальшу продуктивність запам’ятовування, але також і допомогти забути небажані спогади. При цьому точні нейрофізіологічні механізми, що лежать в основі ефектів цілеспрямованої реактивації під час сну, вивчені недостатньо.
Стимулювання коливань мозку, специфічних для сну
За даними досліджень, саме повільно-хвильова фаза сну найбільш помітно залучена в процес консолідації пам’яті. Повільні неокортикальні коливання за участю таламо-кортикальної області і гіпокампу є відмінними ознаками повільно-хвильового сну.
Стимуляція повільних коливань не тільки покращує консолідацію раніше отриманих спогадів, але також може посилювати подальше запам’ятовування нової інформації.
Фармакологічна дія на специфічні нейтротрансмітерні системи
Цілий ряд різних нейромедіаторів і гормонів модулюють і впливають на формування спогадів. Більшість цих нейромедіаторів і гормонів по-різному регулюються під час сну і неспання. Під час повільно-хвильової фази сну, зокрема, знижується рівень ацетилхоліну, норадреналіну та кортизолу, а також чітко збільшується концентрація гормону росту в порівнянні з періодами неспання. Інші нейромедіатори, такі як глутамат, дофамін і ГАМК, також демонструють зміни концентрації протягом циклу сну-неспання. Точні механізми, що лежать в основі специфічної ролі нейромедіаторів в обробці пам’яті під час сну, не зовсім зрозумілі.
Наприклад, було виявлено, що кілька нейромедіаторів залучені в поліпшені пам’яті під час сну. Збільшення доступності норадреналіну під час сну за допомогою інгібітору зворотного захоплення норадреналіну ребоксетина підвищує продуктивність в задачі на розпізнавання запахів. В іншому дослідженні вплив норадреналіну підтвердився і в сфері процедурної пам’яті.
Посилення глутаматергічної нейтротрансмісії під час сну також сприяє консолідації раніше набутих спогадів. Схожі ефекти були виявлені і в дослідженнях ролі дофаміну, ГАМК, ацетилхоліну.
В цілому, дослідження впливу на нейромедіаторні системи і поліпшення пам’яті під час сну показали суперечливі результати. В даний час ці висновки слід інтерпретувати з обережністю.
На сьогоднішній день залишаються відкритими для дискусій методологічні застереження і етичні питання, які слід враховувати при розгляді теми використання сну для поліпшення когнітивних функцій в повсякденних додатках. Даний напрямок розвивається і є ще молодою сферою досліджень.
Матеріал підготували: асистент Герасим’юк І.Г. та доцент Рудницький Р.І. кафедри нервових хвороб, психіатрії та медичної психології ім. С.М. Савенка
