Вчені Університету Райса, Центру відновлення нейронних систем Г’юстонської методистської школи та Медичного коледжу Вейла Корнелла довели, що повільний сон (NREM-сон, сон із нешвидким рухом очей) покращує роботу мозку. Результати дослідження опубліковані в журналі Science.
NREM-сон, який є легшою стадією сну, сприяє синхронізації мозкової активності та покращує процес кодування інформації. Дослідники змогли штучно відтворити ці ефекти за допомогою інвазивної стимуляції, що відкриває нові можливості для лікування когнітивних розладів і підвищення розумових здібностей.
Під час експерименту дослідники спостерігали за нейронною активністю мозку макак під час виконання ними завдань на візуальне розрізнення. За допомогою багатоелектродних масивів вони зафіксували активність тисяч нейронів у трьох зонах мозку: первинній і середній зоровій корі, а також дорсолатеральній префронтальній корі, які відповідають за візуальне сприйняття і виконання складних функцій. Макаки проходили тести до і після 30-хвилинного періоду повільного сну, підтвердженого полісомнографією та відеоспостереженням.
Результати показали, що після сну тварини покращили точність виконання завдань на візуальне розрізнення. Ці поліпшення спостерігалися лише у тих макак, які дійсно спали — ті, що перебували у стані спокійного неспання, не демонстрували таких результатів. Під час сну спостерігалося збільшення низькочастотної активності дельта-хвиль і синхронізація нейронів, а після сну — зниження синхронності, що сприяло кращій обробці інформації.
Дослідники також штучно змоделювали ефекти сну за допомогою низькочастотної стимуляції зорової кори. Ця процедура відтворила десинхронізацію нейронів, яка спостерігалася після сну, і покращила виконання завдань у тварин. Це свідчить про те, що певні моделі електричної стимуляції можуть бути використані для відтворення когнітивних переваг сну.
Результати дослідження демонструють, що сон дозволяє мозку перебудовуватися, знижуючи рівень синхронності між нейронами, попри їх синхронну активність під час сну. Це може привести до розробки терапевтичних методик, які покращуватимуть когнітивні функції без потреби в сні. Це особливо актуально для людей із порушеннями сну або в екстремальних умовах, наприклад, під час космічних місій.