Учить или спать?

Трудно переоценить преимущества ночного отдыха для человеческой памяти, и нейробиологи только начинают понимать, почему.

У Джекки Тамминен есть много студентов, которые бодрствуют всю ночь перед экзаменом, в надежде наполнить голову как можно большим количеством знаний. Но «это самое худшее, что вы можете сделать», — предупреждает их преподаватель психологии в колледже Ройял-Холлоуэй.

Он, должно быть, знает, о чём говорит: Тамминен является экспертом в изучении того, как сон влияет на память, в частности, на изучение языка. Запоминание языка во сне — еще одна идея, полюбившаяся ученикам, — это надежда на то, что воспроизводимая во время сна аудиозапись каким-либо образом отпечатается в их мозге и они проснутся со знанием латыни — миф.

Тем не менее, сон сам по себе необходим для внедрения знаний в мозг, и исследование Тамминен и других показывает нам, почему это так.

В нынешнем исследовательском проекте Тамминен участники изучают новую для них лексику, а затем бодрствуют всю ночь. Тамминен сравнивает их память об этих словах через несколько ночей, а затем через неделю.

Даже после нескольких ночей восстановительного сна видна существенная разница в том, как быстро они вспоминают эти слова по сравнению с контрольной группой участников, которых не лишали сна вовсе.

«Сон действительно является центральным звеном обучения», — говорит он. «Даже если вы не учитесь, когда спите, ваш мозг все еще учится. Это похоже на то, что он работает от вашего имени. Вы не можете получить полную отдачу от времени, которое вы вкладываете в свои исследования, если не спите».

Внутри мозга спящего

Мы стоим в отделе №1 лаборатории сна Тамминен — украшенной комнате с кроватью, красочным ковриком и декоративными бумажными бабочками. Над кроватью находится небольшая ЭЭГ машина (электроэнцефалография) и монитор для обнаружения активности в мозге каждого исследователя, через электроды, размещенные на голове. Они измеряют не только активность в разных областях мозга (лобной, височной и теменной) в зависимости от их расположения на голове, но также мышечный тонус (через электрод на подбородке) и движение глаз (через электрод рядом с каждым глазом).

В коридоре находится контрольная комната, где исследователи могут видеть в реальном времени, какие части мозга каждого волонтера активируются, как долго и в какой степени. Легко определить, когда волонтер находится в фазе быстрого движения глаз (REM), основываясь на активности на графиках E1 и E2 (глаз 1 и глаз 2).

Но более важным для нынешнего исследования Тамминен — изучения роли сна в развитии языка в более общем плане является не-REM-фаза глубокого сна, известная как медленный сон (SWS). SWS важна для формирования и сохранения воспоминаний, будь то лексика, грамматика или другие знания. Взаимодействие различных частей мозга является здесь ключевым. Во время SWS гиппокамп, который хорош в быстром обучении, находится в постоянной связи с неокортексом, чтобы побудить его к долгосрочному запоминанию информации. Таким образом, гиппокамп может первоначально кодировать новое слово, полученное ранее в тот же день, но для того, чтобы по-настоящему консолидировать эти шаблоны распознавания знаний и найти с ранее полученной информацией, необходимо задействовать неокортикальную систему.

Эта информационная скоростная линия между гиппокампом и неокортексом заполнена так называемыми шпинделями сна — шипами в активности мозга, которые длятся не более трех секунд.

«Шпиндели сна каким-то образом помогают связывать новую информацию с существующей, уже усвоенной ранее информацией», — говорит Тамминен. И данные его исследования говорят о том, что люди с большим количеством этих шпинделей лучше усваивают слова, которые они выучили.

В то время как Тамминен фокусируется на медленном сне, существует теория, что REM-сон играет роль в изучении языка посредством сновидений, которые происходят именно во время этой фазы сна. Исследования в лаборатории сна и сновидений в Канадском университете Оттавы показали, что студенты, которым снятся сны на французском, могли в самом деле устанавливать больше новых связей в языке, который они изучают.

В конце концов, сны — это не просто повторение того, что происходит в течение дня. Исследования показали, что области мозга, которые управляют логикой (лобная доля) и эмоциями (амигдала), взаимодействуют по-разному во время сновидений, позволяя выстраивать новые творческие связи у изучающих язык.

Ночные ритмы

Есть генетическая подоплёка того, сколько у нас шпинделей сна. Есть также генетическая основа для наших внутренних часов, которые говорят нам, когда пришло время заснуть и проснуться. И соблюдение этих естественных циклов необходимо для достижения нашей максимальной обучаемости.

Немногие знают об этом больше, чем Майкл У Янг, которому в 2017 году присуждена совместная Нобелевская премия по физиологии / медицине за его работу над генами часов с двумя со-исследователями. Юнг объясняет, что для оптимального функционирования — будь то в школе, на работе или в других областях жизни — «то, что вы хотите обычно сделать, - это попытаться воссоздать ритмическую среду, то есть ввести режим».

Для человека, чей образ жизни, окружающая среда или наследственное расстройство сна приводит к искаженным характеристикам сна, простейшим способом улучшения состояния может быть использование затемненных занавесок ночью или ярких светильников в течение дня, чтобы максимально имитировать естественный свет / ночные циклы тогда, когда того требуют наши внутренние естественные часы.

Сила дремоты

Роль циркадного ритма в изучении взрослых людей неоспорима, но его значение может быть особенно ярко выражено в детстве.

У детей более медленный сон, чем у взрослых, что может быть одним из факторов, объясняющих, почему именно дети так быстро обучаются, как языку, так и в других областях. Лаборатория детского сна в немецком университете в Тюбингене исследует роль сна в укреплении детской памяти. Наблюдая за тем, что происходит в мозгу детей во время сна, и сколько информации они запоминают до и после сна, показывает, что сон помогает при доступе к неявному знанию (процедурной памяти) и делает его явным (декларативная память).

Мозг взрослых может так же поступать с информацией, узнаваемой в течение дня. Но, как объясняет исследователь Катарина Зинке, «сон таким образом работает более эффективно у детей».

«Эффекты сильнее в раннем детстве, потому что мозг развивается», — говорит Доминик Пети, координатор Канадской сети сна, которая также изучила циркадный ритм у детей. На практике это означает, что «детям нужно спать в течение дня, чтобы помнить все, чему они должны учиться».

«Дневные дремоты у маленьких детей показали, что они действительно важны для роста лексики, обобщения значения слов и появления абстракции в изучении языка», — говорит она. «Однако сон продолжает быть важным для памяти и обучения на протяжении всей жизни».

Сон не только даёт нам доступ к полученной информации, но также изменяет способ доступа к ней — словно бы библиотекарь находил всё новые алгоритмы поиска книг среди бесконечных полок. Это делает наш мозг более гибким и помогает ему быстрее извлекать наиболее значительные части.

«Это фактически активный процесс укрепления и изменения памяти», — говорит Зинке. «Память работает таким образом, что запоминается самая важная информация — суть».

Очевидно, что для детей и взрослых сон не является признаком лени в изучении языка. Это важно для выстраивания связи между информацией в нашем мозге и наших циркадных ритмов. Итак, вздремните несколько часиков после следующей интенсивной сессии Duolingo. На следующее утро вы, возможно, удивитесь, как хорошо вы всё запомнили.

Перевод: Надежда Дмитриенко

Источник: www.bbc.com

Комментарии: