Суть исследования
Команда ученых под руководством исследователей из Мичиганского университета изучила мозговые волны крыс в период бодрствования и сна. Они записывали данные до, во время и после того, как крысы решали задачи в лабиринте, чтобы оценить активность нейронов в периоды отдыха, когда животные не были в лабиринте.
"Мы решили эту задачу, увязав активность каждого нейрона с активностью всех других нейронов. Способность отслеживать активность нейронов без внешних стимулов была для нас важным открытием," – пояснил Камран Диба, анестезиолог из Мичиганского университета.
Методология исследования
Новый метод позволил связать определенные нейронные активности с физическими точками лабиринта в реальном времени, а также отслеживать эту активность во время сна крыс. Это стало возможным благодаря машинному обучению, которое выявляет взаимосвязи между нейронами.
Нейроны, активные во время сна, а затем и при следующем прохождении лабиринта, показывают, что крысы не просто "мечтали" о пройденных маршрутах, но и разрабатывали новые потенциальные пути.
Результаты
Исследование показало, что нейронная активность во время сна может предсказывать новые маршруты, которые крысы исследовали после пробуждения. Эти предсказания не были точными, но достаточно близкими, чтобы предположить связь между снами и будущими действиями.
"Мы наблюдали изменения, которые происходили во время сна, и когда мы возвращали животных в лабиринт, эти изменения отражали полученные во время сна знания. Это как второй контакт с пространством, который происходит, когда животное спит," – объяснил Калеб Кемере, нейробиолог из Университета Райса.
Исследователи пришли к выводу, что сон играет важную роль в формировании воспоминаний и предвосхищении будущих событий. Хотя исследование было проведено на крысах, вероятно, что подобные процессы происходят и в человеческом мозге. "Во время сна нейроны не только стабилизируют память об опыте, но и выполняют другие функции," – добавил Кемере. Этот исследование открывает новые горизонты в понимании работы мозга во время сна и его роли в планировании будущих действий.