Нове дослідження показує, як сон допомагає поліпшити навчання

Нове дослідження допомагає пояснити, що відбувається у вашому мозку, коли ви спите, що допомагає поліпшити моторне навчання.

"Механізми консолідації пам'яті щодо навчання рухової пам'яті досі були невизначеними", - сказав Масако Тамакі, доктор філософії, докторант з Університету Брауна та провідний автор дослідження.

“Ми намагалися з’ясувати, яка частина мозку робить що під час сну, незалежно від того, що відбувається під час неспання. Ми намагалися з'ясувати конкретну роль сну ".

Використовуючи три різні види сканування мозку, дослідникам вдалося точно визначити зміни в деяких мозкових хвилях і точне місце розташування, що змінило мозкову активність у людей, які спали після вивчення послідовного завдання постукування пальцями. Завдання полягало в послідовності натискань клавіш, подібних до набору тексту або гри на фортепіано.

Результати експериментів, проведених у Масачусетській загальній лікарні, а потім проаналізованих у Брауні, показують, що поліпшення швидкості та точності волонтерів, які показали завдання після кількох годин сну, було "суттєво" пов'язане зі змінами коливань швидкої сигми та дельта-хвилі мозкової хвилі в їх додаткових рухова область (SMA), область у верхній-середині мозку.

Ці зміни мозкової хвилі в SMA відбулися під час певної фази сну, відомої як "повільно-хвильовий" сон, на думку дослідників.

Незважаючи на те, що вчені показали, що сон покращує багато видів навчання, включаючи послідовні постукування пальцями, які стосуються цього дослідження, вони не були впевнені, чому і як, за словами відповідного автора Юки Сасакі, доктора філософії, науковий доцент кафедри когнітивних, лінгвістичних та психологічних наук Брауна.

Це інтенсивна діяльність для консолідації навчання, тому мозок може отримати користь від сну, оскільки доступно більше енергії або тому, що відволікаючих факторів та нових надходжень стає менше, зазначила вона.

"Сон - це не просто втрата часу", - сказала вона.

Для дослідження дослідницька група набрала 15 предметів. Протягом перших трьох ночей дев’ять із них спали в будь-який час, коли їм було зручно спати, тоді як їх мозок сканували як за допомогою магнітоенцефалографії (МЕГ), яка вимірює коливання з точними термінами, так і полісомнографії, яка відстежує фазу сну.

До цього часу дослідники мали хороші базові вимірювання мозкової діяльності, і випробовувані звикли спати в лабораторії, відзначають дослідники.

На четвертий день випробувані вивчили завдання постукування пальцями на своїй недомінантній руці, так що навчитися було навмисно важче. Потім їм дозволили спати протягом трьох годин і сканували за допомогою ПСЖ та МЕГ.

Потім дослідники розбудили їх. Через годину вони попросили випробуваних виконати завдання постукування.

Контрольна група з шести інших випробовуваних не спала після вивчення завдання, але його також попросили виконати через чотири години.

Дослідники виявили, що випробувані спали виконували завдання швидше і точніше, ніж ті, хто цього не робив.

На п’ятий день дослідники сканували кожного добровольця за допомогою магнітно-резонансної томографії, яка відображає анатомію мозку, щоб вони могли побачити, де коливання МЕГ, які вони спостерігали, розташовані в мозку кожної людини.

Дослідники відстежували п’ять різних частот коливань у восьми регіонах мозку - чотирьох різних областях з кожної з двох сторін мозку.

Сасакі сказала, що вона очікувала, що найзначніша діяльність відбуватиметься в області мозку "M1", яка регулює моторний контроль, але натомість виявила, що значні зміни відбулися в SMA на протилежній стороні тренованої руки.

Особливо важливим для дельта-коливань та коливань швидкої сигми було те, що вони відповідали двом ключовим критеріям: вони суттєво змінилися після підготовки добровольців до виконання завдання, а сила цієї зміни корелювала зі ступенем вдосконалення людини у виконанні завдання. дослідникам.

Після проведення експериментів Сасакі, Тамакі та співавтор Такео Ватанабе переїхали з лікарні до Брауна, де створили нову лабораторію сну. З тих пір вони розпочали проект з подальшого вивчення того, як мозок консолідує навчання. У цьому випадку вони розглядають завдання з наочного навчання.

"Чи побачимо ми подібні ефекти?" - спитав Сасакі. "Чи було б це з подібними смугами частот і подібною організацією сусідніх областей мозку?"

Щоб з’ясувати це, деяким добровольцям доведеться просто спати на ньому.

Дослідження з'явилося в Журнал неврології.

Джерело: Університет Брауна