Роль REM проти не-REM сну при навчанні

Нове дослідження оцінює, яка стадія сну є найважливішою для навчання: REM чи не REM. У новому дослідженні слідчі розглядали два механізми. Чи покращує сон навчання завдяки вдосконаленню навичок, поки люди дрімають, чи користь від сну виникає завдяки посиленню цих навичок у мозку, щоб вони рідше забували їх?

Відповідь, згідно з дослідженням Університету Брауна щодо візуального навчання, - "усе вищезазначене".

"Сон корисний для багатьох процесів у тілі та свідомості, але суперечка полягала в тому, як хороший сон", - сказала автор-кореспондент Юка Сасакі, професор когнітивних, лінгвістичних та психологічних наук (дослідження) в Брауні.

“Чи не в режимі швидкого сну та в режимі швидкого сну вносяться різні внески, або стадія сну не має значення? Ми думаємо, що маємо одну відповідь, тому що ми чітко демонструємо різницю в ролях не-швидкого сну та швидкого сну у візуальному перцептивному навчанні ».

У ході дослідження молоді дорослі навчались ідентифікувати букву та орієнтацію набору ліній на текстурованому фоні у двох різних завданнях: одному перед сном та одному після сну. Між двома завданнями дослідники проаналізували мозкові хвилі учасників, коли вони спали. Вони також одночасно вимірювали концентрацію двох різних хімічних речовин у мозку: збудливого нейромедіатора, який називається глутамат, та гальмівного нейромедіатора, який називається гамма-аміномасляна кислота.

Окремо дослідники проводили ті самі аналізи людей, які не брали участі у візуальних навчальних завданнях.

Вимірюючи співвідношення цих двох хімічних речовин у мозку - так званий баланс збудження / гальмування (E / I) - вчені можуть зібрати підказки про стан певної області мозку.

Іноді, наприклад, коли область мозку має високий баланс Е / І, нейрони активно утворюють нові зв’язки, а це означає, що область мозку має високий ступінь пластичності.

І навпаки, коли область мозку має низький баланс E / I, вона, як кажуть, знаходиться в стабілізаційному стані. Під час стабілізації менш важливі нейронні зв’язки обрізаються, тим самим збільшуючи ефективність та стійкість з’єднань, що залишаються. І пластичність, і стабілізація є невід'ємною частиною процесу навчання: пластичність зазвичай перетворюється на підвищення ефективності, а стабілізація запобігає перезапису нового навчання або втручанню в майбутнє навчання.

Це нове дослідження, яке з'являється в Нейрологія природи, встановив, що пластичність та стабілізація відбуваються на різних стадіях сну.

Під час не-REM (NREM) сну зорові ділянки мозку учасників демонстрували баланс E / I, що свідчить про підвищену пластичність. Шаблон був знайдений навіть серед учасників, які не брали участі у візуальних навчальних завданнях, а це означає, що він виникає навіть за відсутності навчання.

Однак стадія REM, як видається, необхідна людям, щоб скористатися перевагами підвищеної пластичності, яку вони проявляють під час сну NREM. Під час швидкого сну концентрація хімічних речовин у мозку учасників вказувала на те, що зони їх зору стабілізувались.

Слідчі виявили, що цей процес відбувався лише у учасників, які брали участь у візуальних навчальних завданнях, що свідчить про те, що, на відміну від пластичності, стабілізація під час сну відбувається лише за наявності навчання.

Учасники, які проходили лише режим сну NREM, не демонстрували жодного підвищення ефективності, ймовірно, тому, що нове завдання після сну заважало їх вивченню завдання перед сном. І навпаки, ті, хто пройшов і сон NREM, і REM, продемонстрували значний приріст продуктивності як для завдання перед сном, так і після сну.

"Я сподіваюся, це допоможе людям усвідомити, що і не-REM-сон, і REM-сон важливі для навчання", - сказав Сасакі. “Коли люди сплять вночі, існує багато циклів сну. Негайний сон з’являється принаймні три, чотири, п’ять разів, і особливо пізніше ночі. Ми хочемо мати багато швидкого сну, щоб допомогти нам міцніше пам’ятати, тому ми не повинні скорочувати свій сон ".

Надалі Сасакі та її колеги хотіли б побачити, чи можна їх висновки узагальнити до інших типів навчання. Вони також хотіли б поєднати це дослідження зі своїми минулими дослідженнями щодо візуального сприйняття та винагороди.

"Раніше ми показали, що винагорода покращує візуальне навчання за допомогою сну, тому ми хотіли б зрозуміти, як це працює", - сказала вона. "Це амбіційне, але, можливо, ми могли б розширити це дослідження на інші типи навчання, щоб ми могли краще запам'ятати і розвивати краще моторне навчання, кращі візуальні навички та кращу креативність".

Джерело: Університет Брауна