Сон способствует закреплению в памяти сложных событий

Ни для кого не секрет, что сон способствует сохранению событий в памяти, но точный механизм этого процесса остается пока неизученным. Большинство исследований сконцентрированы на простых воспоминаниях, которые не включают сложных ассоциативных структур, характерных для реальных явлений. В реальности же мы способны вспомнить о целом событии всего по одному элементу ассоциативной структуры. Такой процесс извлечения воспоминаний из памяти называется завершением паттерна и является ключевым звеном эпизодической памяти, требующим детального изучения.

Авторы статьи в PNAS исследовали, как состояния бодрствования и сна влияют на восстановление в памяти сложных ассоциаций. В эксперименте участвовали 14 добровольцев (7 из них – женщины). Сперва участники выполняли вербальную ассоциативную задачу, а через 30 минут вспоминали полученную в ходе задания информацию. После этого участники либо спали, либо бодрствовали ночью в лаборатории сна. После экспериментальной ночи они оставались в лаборатории в течение следующего дня и в 22:00 уходили спать к себе домой. К вечеру следующего дня участники возвращались в лабораторию для повторной беседы.

При выполнении ассоциативной задачи участникам предлагали к запоминанию 80 слов, которые последовательно демонстрировались парами на экране. Слова принадлежали к 20 сценариям, содержащим элементы четырех категорий (A, B, C и D): животные, места, предметы и продукты питания. Пары слов демонстрировали в течение семи секунд.

События были закодированы в определенной направленной схеме (A-B, B-C, C-A и B-D). Это сформировало три различных варианта: сильные ассоциации, полученные при частом использовании категорий A, B и C; слабую связь между B и D, вызванную прекращением использования элемента D, и некодированные ассоциации A-D и C-D.

Анализ полученных ответов показал, что сон, по сравнению с бодрствованием ночью, особенно способствовал сохранению слабых и некодированных ассоциаций. Аналогичные результаты были получены и в отдельном задании на "неспецифическое припоминание категории", в котором участников просили вспомнить все элементы события, связанные одновременно с одной единственной подсказкой.

Для дальнейшего исследования влияния сна на укрепление как одиночных, так и сложных ассоциаций ученые создали показатель «совместного припоминания», который оценивает вероятность одновременного восстановления в памяти двух элементов при наличии только одной общей подсказки. «Совместным припоминанием» они называли случаи, когда оба элемента правильно извлекались из памяти. Такой подход может быть непосредственно применен к элементу B, который служил прямой подсказкой как для C, так и для D. Анализ ответов участников показал, что после бодрствования ночью «совместное припоминание» снижалось, однако после сна оно восстанавлвалось.

Чтобы получить полное представление об изменениях в ассоциативной структуре после сна, исследователи рассчитали показатель «раздельного припоминания» — оно возникает, если только один из двух элементов может быть извлечен из памяти правильно. Как выяснилось, после сна этот показатель уменьшается. Это говорит о том, что сон способствует правильному извлечению из памяти двух элементов, а следовательно, лучшему запоминанию полученного материала.

Отслеживая мозговую активность испытуемых во время сна, авторы также показали, что улучшение показателей памяти связано с так называемыми сонными веретенами — паттернами колебаний активности нейронов, появляющимися во время медленного сна и связанными с закреплением содержимого памяти. «Это открытие предполагает, что сонные веретена играют важную роль в консолидации сложных ассоциаций, которые лежат в основе завершения воспоминаний о целых событиях», — комментирует профессор Люциана Беседовски (Luciana Besedovsky), ведущий автор работы.

Исследователи подчеркивают важную адаптивную роль того, как сон влияет на человеческую память. Это влияние позволяет людям составить более целостную картину своего окружения. «Таким образом, наши результаты раскрывают новую функцию сна, благодаря которой он может обеспечить эволюционное преимущество, — считает Люциана Беседовски. — Более того, они раскрывают новые грани того, как мы храним информацию о сложных многоэлементных событиях и получаем к ней доступ».

Ритм дыхания ассоциирован с консолидацией памяти во сне