Сновидения могут служить мозгу средством забывания ненужного опыта

Американские и японские биологи продемонстрировали работу нейронов, включающихся во время фазы быстрого сна и стимулирующих мозг стирать лишние воспоминания.

Сновидения посещают нас в периоды «быстрого», или «парадоксального» сна: его фазы длятся по 10-15 минут, чередуясь с примерно 1,5 часа более долгого и спокойного «медленного» сна. При этом мозг проявляет высокую электрическую активность, а глаза быстро двигаются под закрытыми веками, из-за чего это время называют также БДГ-фазой (быстрого движения глаз). Показано, что в это время происходят переработка накопленной информации и переход важного опыта в долговременную память — консолидация.

Вместе с тем многие ученые полагают, что как минимум такое же значение имеет обратный процесс, развивающийся в ходе REM-сна, — отфильтровывание ненужного опыта и удаление лишних воспоминаний. Это активный процесс, связанный с прунингом, «обрезкой» определенных синапсов, которая происходит прежде всего в нейронах гиппокампа — небольшой части мозга, играющей ключевую роль в работе памяти. Авторам новой статьи, опубликованной в журнале Science, впервые удалось продемонстрировать этот механизм.

Ученые из Нагойского университета и Центра нейронаук SRI International исследовали гормоны гипоталамуса, важнейшего регулятора циклов сна и бодрствования, обратив внимание на клетки, производящие меланин-концентрирующий гормон (melanin-concentrating hormone, MCH). Наблюдения показали, что более половины (53 процента) этих клеток активны в период БДГ-сна, тогда как во время бодрствования активность сохраняет лишь около трети (35 процентов); около 12 процентов оставались активны всегда.

Чтобы удостовериться в участии МСН-производящих клеток в механизмах памяти, авторы получили ГМ-мышей, у которых можно было избирательно включать или подавлять активность этих нейронов. Им давали ознакомиться с новым, прежде неизвестным предметом, после чего воздействовали на МСН-нейроны. Как и предполагалось, активация клеток снижала способности животных запоминать новый опыт. Этот эффект проявлялся лишь при работе МСН-клеток во время быстрого сна, а их активация в периоды бодрствования никак не влияла на гиппокамп и память мышей.

«Считается, что сновидения появляются в основном в БДГ-фазе — той самой, при которой проявляют активность МСН-клетки, — говорит Томас Килдафф (Thomas Kilduff), один из главных авторов новой работы. — Активация этих клеток может препятствовать переживаниям сна сохраняться в гиппокампе — и сон быстро забывается».