Во время сна мозг пытается предвидеть будущее и репетирует собственные действия

Детали открытия

Нейроны, которые работают в центре памяти мозга во время сна, могут не только переосмысливать прошлый опыт. Согласно новому исследованию, они также могут смотреть в будущее могут смотреть в будущее, репетируя деятельность, которая еще не состоялась.

Команда под руководством исследователей из Мичиганского университета проанализировала показатели мозговых волн крыс во время сна и бодрствования. Данные с датчиков снимали до, во время и после того, как животные решали задачи лабиринта, чтобы оценить поведение нервных клеток вне лабиринта, например, во время периодов отдыха.

Мы достигли этого, связав активность каждого отдельного нейрона с активностью всех остальных нейронов. Возможность отслеживать предпочтения нейронов даже без стимула стала для нас важным прорывом,
– рассказывает анестезиолог Камран Диба из Мичиганского университета.

Новый подход означал, что кроме связи физических пространств лабиринта с определенной активностью нейронов в реальном времени, команда также могла работать в обратном направлении и сопоставлять активность нейронов с точками в лабиринте, пока крысы дремали.

Это стало возможным благодаря процессу машинного обучения, который анализирует взаимосвязи нейронов друг с другом, а не рассматривает их изолированно. Судя по тому, что нейроны «стреляли» во время сна, а потом снова во время следующей попытки пройти лабиринт, крысы не просто видели сны о местах, которые они уже посетили в лабиринте, но и работали над потенциальными новыми маршрутами.

Это важные результаты в исследовании пространственной настройки, то есть того, как активность определенных нейронов связана с конкретными местами. Эта настройка является динамическим процессом, и, похоже, в него вовлечен мозг во время сна.

Когда крыс после сна снова ввели в лабиринт, нейронная активность, измеренная во время их сна, определенной степени предсказывала новые способы, которыми они исследовали окружающую среду. Совпадения не были точными, но достаточно близкими, чтобы намекнуть на связь между сновидениями и будущими намерениями.

Мы видим изменения, происходящие во время сна, и когда возвращаем животных обратно в среду во второй раз, можем подтвердить, что эти изменения действительно отражают то, что было усвоено, пока животные спали,
– говорит нейробиолог Калеб Кемере из Университета Райса в США.

Хотя это исследование касалось только крыс, вполне вероятно, что нечто подобное происходит и в человеческом мозге: своеобразная репетиция будущих действий.