Когда человек спит, его мозг перебирает отголоски событий, испытанных в периоды бодрствования. По этой причине считается, что сон является важной частью процесса обучения: мозг повторяет выученное за день и закрепляет новую информацию.
Приблизительно то же самое происходит и у животных. Учёные считали мозговую активность у мышей во время сна и увидели, что она схожа с той, что наблюдается в дневное время. У грызунов с обучением наблюдается похожая ситуация, что и у человека: они лучше осваивают новые навыки, если хорошо поспали.
Ведущий автор нового исследования Карим Беншенан (Karim Benchenane) и его коллеги из парижского Института промышленной физики и химии внимательно изучили активность мозга во время сна и решили провести смелый эксперимент.
Учёные "вживили" спящим подопытным грызунам новые воспоминания, и для этого им потребовалось обработать так называемые нейроны места — клетки мозга, отвечающие за мысли о конкретном местоположении.
Чтобы считать мозговую активность мышей во время обучающего эксперимента, учёные использовали электроды. Грызунов поместили на закрытую площадку и следили за тем, какие из нейронов места будут активизироваться в каждой конкретной локации на площадке.
Затем, когда грызуны спали, исследователи изучили активность мозга, связанную с воспоминаниями об активности днём. Компьютер считывал информацию о том, когда активизировались те или иные нейроны. Когда происходило "включение" какого-то конкретного нейрона места, через другой вживлённый электрод учёные стимулировали области мозга грызуна, отвечающие за работу системы вознаграждения и поощрения (проще говоря, мышь испытывала удовольствие).
Когда грызуны проснулись, они тут же побежали к тем точкам площадки, которые у них теперь ассоциировались с вознаграждением (в зависимости от того, какой нейрон места был активирован во сне одновременно с поощрением). Таким образом исследователи установили, что они сформировали новые приятные воспоминания у животных.
Авторы работы утверждают, что если бы у мышей сформировались обычные смутные ассоциации места с наградой, они бы бегали по площадке в случайных направлениях. Но грызуны сразу же направились к тем локациям, где они думали, что получали вознаграждение. Это означает, что у животных появились новые сознательные воспоминания, а это большая разница, пишут исследователи в статье журнала Nature Neuroscience.
Беншенан отмечает, что работа с нейронами места и пространственными воспоминаниями является одной из наиболее простых в нейробиологии. Ведь механизмы мозговой активности, связанные с географией пространства, изучены наиболее полно на сегодняшний день. Учёные считают, что внедрять другие совершенно новые воспоминания, связанные с людьми, эмоциями и другими параметрами действительности, пока не представляется возможным.
Тем не менее данная методика является первым шагом на пути к лечению серьёзных психиатрических заболеваний, таких как депрессия, шизофрения или обсессивно-компульсивное расстройство. Также подобным образом можно будет лечить людей, которые перенесли тяжёлые психологические травмы.
