Mózg potrafi spać na raty. Nowa technika przywraca pamięć bez snu

Wyobraź sobie, że możesz przespać się tylko w tej części mózgu, która najbardziej tego potrzebuje – podczas gdy reszta pozostaje czujna i aktywna. Brzmi jak science fiction? A jednak zespół z University of Wisconsin-Madison, kierowany przez dr Chiarę Cirelli, właśnie tego dokonał u myszy. Co więcej, sztucznie wywołany sen lokalny przywrócił zwierzętom pamięć, którą straciły przez bezsenność. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Neuroscience.

Sen to nie tylko odpoczynek

→ Czytaj też: Dziecko tańczy, zanim nauczy się chodzić. Mózg przetwarza muzykę już w 3. miesiącu życia

Większość z nas myśli o śnie jak o wyłączniku – czasie, gdy mózg zwalnia, a myśli milkną. W rzeczywistości, zwłaszcza w fazie NREM (non-rapid eye movement), która stanowi około 80% snu dorosłego człowieka, mózg pracuje na pełnych obrotach. To wtedy ocenia połączenia między neuronami: chroni te najważniejsze, przycina zbędne i robi miejsce na nowe. – Podczas standardowego snu NREM mózg normalnie ocenia połączenia neuronalne, chroniąc kluczowe dla pamięci długotrwałej i przycinając te mniej potrzebne – tłumaczy dr Cirelli. Bez tego procesu uczenie się staje się niemożliwe, a pamięć szwankuje.

Jak zmusić mózg do lokalnego snu?

→ Czytaj też: Mózg nie głupieje od scrollowania. Uczy się tylko wybierać łatwiejszą nagrodę

Zespół Cirelli wykorzystał połączenie modyfikacji genetycznych i wszczepionych implantów emitujących światło, by w małym obszarze kory mózgowej obudzonych myszy wywołać rytmiczny wzorzec aktywności „on-off” – charakterystyczny dla snu NREM. – To, co robimy, to wymuszanie snu w lokalnym regionie mózgu. Podczas gdy ta część utrwala wspomnienia i odbudowuje zdolność uczenia się, inne obszary pozostają czujne i połączone ze środowiskiem – wyjaśnia badaczka. Dodaje, że podobne zjawisko występuje u delfinów, które śpią tylko jedną półkulą mózgu naraz.

Kluczowy wzorzec, nie cisza

Naukowcy od dawna podejrzewali, że sen służy „regeneracji” neuronów po wysiłku związanym z czuwaniem. Nowe badanie obala tę teorię. Okazało się, że nie chodzi o zwykłe wyciszenie aktywności, ale o specyficzny, naprzemienny rytm. – Badanie ujawniło krytyczną cechę architektury snu: efekt regeneracyjny wynika z naprzemiennego wzorca aktywności wolnofalowej, a nie z ogólnego zmniejszenia aktywności neuronalnej – podkreśla dr Cirelli. Innymi słowy, mózg nie potrzebuje po prostu „ciszy” – potrzebuje konkretnej melodii.

Pamięć wraca, potrzeba snu maleje

Aby sprawdzić, czy lokalny sen ma realne korzyści, badacze przeprowadzili test pamięci dotykowej – funkcji silnie zależnej od snu. Myszy pozbawione snu, które otrzymały stymulację w obszarach czuciowych i ruchowych obu półkul, radziły sobie równie dobrze jak myszy wyspane. Te, które nie dostały stymulacji, wypadły znacznie gorzej. Ponadto, gdy zwierzęta w końcu mogły zasnąć, w stymulowanych obszarach aktywność wolnofalowa była znacząco niższa – co oznacza, że lokalne „zapotrzebowanie na sen” zostało już zaspokojone.

W stronę człowieka

Czy to oznacza, że wkrótce będziemy mogli „doładować” pamięć za pomocą opaski na głowę? Dr Cirelli jest ostrożna, ale optymistyczna. W kolejnych badaniach zamierza sprawdzić, czy podobne efekty można uzyskać u ludzi za pomocą nieinwazyjnej stymulacji przezczaszkowej. – To badanie przybliża nas do zrozumienia, dlaczego śpimy i jak się uczymy – co z kolei pomoże lepiej zapobiegać i leczyć zaburzenia poznawcze – komentuje dr Amy Bany Adams z amerykańskiego Narodowego Instytutu Zaburzeń Neurologicznych i Udaru (NINDS), który finansował projekt. Na razie jednak pozostaje nam cierpliwie czekać – i przesypiać całe noce.