Сон и память
-
Взаимосвязь между сном и памятью
- Память формируется через пластичность мозга и структурные изменения в синапсах.
- Стимулы кодируются быстро, но для долговременного сохранения воспоминаний требуется время.
- Сон стабилизирует и усиливает воспоминания, особенно в периоды быстрого движения глаз (REM).
-
История исследований
- Дэвид Хартли предположил, что сновидения изменяют ассоциативные связи в мозге.
- В 1924 году Дженкинс и Далленбах показали, что сон улучшает сохранение памяти.
- В 1953 году сон был разделен на REM и NREM, что позволило изучать влияние стадий сна на память.
-
Циклы сна
- Сон состоит из пяти стадий: NREM и REM.
- NREM включает четыре стадии, REM — одну.
- REM важен для когнитивного развития младенцев и детей.
-
Термины памяти
- Стабилизация памяти — закрепление воспоминания на месте.
- Совершенствование памяти — усиление связи за счет повторения и соединения с другими воспоминаниями.
-
Процессы, зависящие от использования и опыта
- Активность мозга, зависящая от использования, связана с регенерацией нейронов.
- Активность мозга, зависящая от опыта, связана с консолидацией памяти.
-
Объединение и реконсолидация памяти
- Консолидация памяти включает стабилизацию, совершенствование и интеграцию.
- Реконсолидация памяти восстанавливает уже консолидированную память в краткосрочную память.
-
Лишение сна и автономная обработка данных
- Лишение сна перед тренировкой и после тренировки влияет на память.
- Автономная обработка данных в памяти происходит во время сна.
-
Методы измерения памяти
- Поведенческие показатели включают задания на самостоятельное наведение указателя, распознавание и поиск маршрута.
- Визуализация мозга используется для измерения активности.
-
Этапы усвоения и ассоциативного обучения
- На первом этапе ответы на задание с парными ассоциациями заучиваются.
- На втором этапе испытуемый учится соотносить каждую реакцию с отдельным стимулом.
-
Задания на зеркальное отображение и водный лабиринт Морриса
- В задании на зеркальное отображение участники обводят фигуры в зеркале.
- В задаче «Водный лабиринт Морриса» крысы учатся находить платформу в мутной воде.
-
Задача на последовательное время реакции
- Испытуемые реагируют на маркеры на экране компьютера.
- Обучение может быть с четкими или неявными инструкциями.
-
Задача «дотянись, чтобы схватить» и нейропротезирование
- Грызуны учатся выполнять сложную работу передними конечностями.
- Сон улучшает скорость передвижения и точность.
- Нейропротезирование улучшает фиксацию и согласованность с медленноволновой активностью.
-
Задание на выбивание блоков и тест с постукиванием пальцами
- Участники набирают последовательности цифр доминирующей или недоминирующей рукой.
- Тест с постукиванием пальцами требует непрерывного нажатия клавиш.
-
Методы нейронной визуализации
- Структурная визуализация изучает структуру мозга.
- Функциональная визуализация связана с метаболическими процессами.
- ПЭТ и ФМРТ используются для изучения функциональных процессов мозга.
-
Молекулярные измерения и методы измерения уровня сна
- Определение реакции, зависящей от уровня кислорода в крови, помогает усилить области активации.
- Полисомнография измеряет общее время сна, эффективность сна и фрагментацию.
- Актиграфия измеряет движение и часто переоценивает время сна.
-
Конкурирующие теории и декларативная память
- Теория поэтапного улучшения предполагает, что оптимальный сон включает SWS и быстрый сон.
- Декларативная память включает эпизодическую и семантическую память.
-
Временная память и исследование
- Временная память состоит из непосредственной, краткосрочной и долгосрочной памяти.
- Исследование показало, что лишение сна и кофеин влияют на временную память.
-
Влияние сна на распознавание лиц
- Сон не влияет на распознавание лиц, но ухудшает временную память.
- Кофеин улучшает результаты, но не так сильно, как контроль.
- Сон увеличивает веру в правильность ответов.
-
Влияние сна на вербальное обучение
- Сон ухудшает свободное воспроизведение списка слов.
- Активируются левая префронтальная кора, премоторная кора и височные доли.
- Активация префронтальной коры коррелирует с сонливостью.
-
Влияние сна на когнитивные функции
- Сон активирует дополнительные области мозга, включая префронтальную кору и височные доли.
- В арифметической задаче активируются только левая премоторная кора и левая височная доля.
- В задаче на разделенное внимание активируются правая префронтальная кора, височные доли и поясная извилина.
-
Роль медленного сна
- Медленный сон улучшает декларативную память.
- Медленный сон связан с формированием устойчивых воспоминаний.
- Медленный сон улучшает неявное обучение.
-
Нейронные паттерны во время сна
- В гиппокампе во время медленного сна наблюдаются острые волны (SPW-Rs).
- SPW-Rs связаны с консолидацией эпизодической памяти.
- SPW-Rs коррелируют с долговременной потенцией.
-
Нейронные корреляции в гиппокампе
- Гиппокамп активируется во время сна после обучения.
- Активация гиппокампа коррелирует с улучшением памяти.
- Гиппокамп участвует в обработке пространственных воспоминаний.
-
Обработка пространственной памяти во сне
- Пространственная память обрабатывается во время NREM сна.
- Гиппокамп реагирует на задачи, связанные с пространственной памятью.
- Активность гиппокампа зависит от опыта, но не от REM сна.
-
Гипотеза активной системы консолидации
- Повторные активации новой информации в гиппокампе стабилизируют и интегрируют её с существующими знаниями.
- Гиппокамп временно хранит информацию, а неокортекс связан с долгосрочным хранением.
- Диалог между гиппокампом и неокортексом происходит параллельно с гиппокампальными и таламо-кортикальными волнами.
-
Влияние ацетилхолина на память
- Ацетилхолин (АХ) подавляет консолидацию памяти во время NREM сна.
- АХ блокирует воспроизведение памяти на гиппокампальном уровне.
- АХ не влияет на скорость и точность выполнения не-декларативных задач.
-
Роль снапиндлов в консолидации памяти
- Сонпиндлы помогают в консолидации информации во время сна.
- Сонпиндлы увеличиваются после обучения на моторных задачах.
- Эффект увеличения сонпиндлов длится только первый час после обучения.
-
Влияние вознаграждения на память
- Знание о вознаграждении и сон улучшают выполнение задач.
- Сон без знания о вознаграждении также улучшает выполнение задач.
-
Недекларативная память
- Недекларативная память важна для выполнения навыков и привычек.
- Включает имплицитную, инструментальную и процедурную память.
-
Влияние депривации сна на память
- Депривация сна снижает уровень ERK фосфорилирования в гиппокампе.
- Депривация сна ухудшает память, но не влияет на обучение.
-
Роль REM сна в консолидации памяти
- REM сон способствует переобработке недавно приобретенных стимулов.
- P волны во время REM сна могут активировать структуры, связанные с консолидацией памяти.
- Электрическая стимуляция MRF во время REM сна улучшает обучение.
-
Влияние REM сна на память
- REM сон улучшает память, особенно в отношении ошибок.
- Нейронные реакции на ранее значимые стимулы сохраняются даже во время REM сна.
-
PGO волны и их роль
- PGO волны связаны с биоэлектрическими выходами быстрых движений глаз.
- PGO волны активируются в почках, боковых коленчатых телах и затылочной коре.
- PGO волны способствуют обучению и консолидации памяти.
-
Имплицитная память и REM сон
- REM сон более полезен для имплицитной памяти, чем для эксплицитной.
- REM сон активирует fusiform gyrus, что способствует распознаванию лиц.
-
Макроскопические системы мозга и REM сон
- REM сон реактивирует кортикальные нейронные сборки после обучения.
- Активация в cuneus увеличивается во время REM сна и зависит от последовательности обучения.
-
REM сон и нейротрофические факторы
- REM сон влияет на уровни нейротрофических факторов, таких как NGF и BDNF.
- Дефицит BDNF в мозжечке и стволе мозга ухудшает процедурное обучение.
- Дефицит NGF в гиппокампе ухудшает пространственную навигацию.
-
Макроскопическая реорганизация мозга
- REM сон реорганизует память на уровне макро-систем мозга.
- Активация в моторной коре и других областях мозга увеличивается после REM сна.
- Сон улучшает представление моторных задач за счет расширения мозговых систем.
-
Рабочая память и сон
- Рабочая память важна для решения проблем и анализа ситуаций.
- Увеличение рабочей памяти достигается с помощью стратегии chunking.
- Сон улучшает рабочую память, особенно после тренировки.
-
Влияние сна на когнитивные функции
- Депривация сна ухудшает рабочую память, скорость когнитивной обработки, внимание и переключение задач.
- Сон важен для консолидации памяти и улучшения когнитивных функций.
-
Нейропластичность и сон
- Нейропластичность связана с изменениями в силе связей между нейронами.
- Депривация сна в критические периоды развития мозга приводит к анатомическим изменениям.
- Сон способствует активации определенных областей мозга, связанных с движением и памятью.
-
Нейрохимические изменения во сне
- Во время сна происходят изменения в уровне нейропередатчиков, таких как ацетилхолин.
- Ацетилхолин влияет на функционирование гиппокампа и консолидацию памяти.
-
Генетические изменения во сне
- Во время сна экспрессия генов увеличивается, что способствует синтезу и поддержанию синапсов.
- Сон связан с различными аспектами нейронной пластичности.
-
Альтернативные режимы сна
- Дневные сны улучшают моторные и визуальные навыки, но не увеличивают их количество.
- Сменные работники, не получающие достаточного сна, имеют больше аварий.
-
Сон и старение
- У пожилых людей сон часто нарушается, что может ухудшать память.
- Донепезил улучшает время сна и память у пожилых людей.
- У пациентов с болезнью Альцгеймера сон также нарушен, что коррелирует с ухудшением памяти.
-
Влияние плотности веретен на память
- Плотность веретен ночью перед тестом на память положительно коррелирует с точностью немедленного вспоминания.
- У пациентов с болезнью Альцгеймера также обнаружена положительная корреляция между временем, проведенным в SWS, и автобиографическим воспоминанием на следующий день.
-
Другие исследования
- Влияние депривации сна на когнитивные функции.
- Связь между эмоциями и памятью.
- Влияние старения на память.
- Влияние социальных взаимодействий на память.
- Методы улучшения памяти.
- Исследования сна.
- Бифазный и полифазный сон.
-
Ссылки
- [57]