Как плохой сон влияет на нашу способность учиться?

Команда исследователей из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе приступила к изучению влияния нарушенной фазы глубокого сна на способность мозга изучать новые вещи. Более конкретно, они рассматривают способность мозга изменяться и адаптироваться в ответ на стимулы, которые он получает от окружающей среды в моторной коре и то, как она влияет на глубокий сон, Кора головного мозга - это область мозга, ответственная за развитие и контроль моторных навыков, а фаза глубокого сна - также называемая медленным сном - является ключом к формированию и обработке памяти, а также помогает мозгу восстановить себя после прошедшего дня.

Манипуляция моторной корой во время глубокого сна

В исследовании приняли участие женщины и мужчины, которым было предложено выполнять домашние задания в течение дня после ночи крепкого сна и после ночи, в течение которой их глубокий сон был нарушен. Ставились задачи, связанные с изучением серии движений пальцев. Исследователи смогли точно определить область мозга, ответственную за обучение. Используя электроэнцефалограмму, исследователи контролировали активность мозга участников пока они спали. В первый день эксперимента - после первой тренировочной сессии - участники смогли спокойно спать. Однако во вторую ночь исследователи манипулировали качеством сна для участников. Они смогли сосредоточиться на моторной коре и нарушить их глубокий сон, таким образом исследуя влияние, которое плохой сон оказывает на нейропластичность, участвующую в практике получения новых нейронных связей. Участники не знали, что их фаза глубокого сна была подделана. Для них качество их сна было примерно одинаковым в обоих случаях.

Плохой сон усиливает синапсы, блокирует способность мозга обучаться. Затем исследователи оценили способность участников изучать новые движения. Утром качество обучения испытуемым было, как и ожидалось, самым высоким. Однако, в течение дня они продолжали делать все больше и больше ошибок. Это ожидалось. После ночи восстановительного сна эффективность обучения участников снова увеличилась. Но после ночного манипулирования со сном их эффективность обучения не улучшилась так же значительно. На самом деле, утром после ночи манипулируемого сна, производительность участников была такой же низкой, как и вечером предыдущего дня. Причина, по которой это происходит, по мнению исследователей, заключается в том, что во время манипулируемого глубокого сна синапсы нейронов не «успокаивались», как обычно, во время восстановительного сна.

В течение дня наши синапсы возбуждаются в ответ на раздражители, которые нас окружают. Однако во время сна эти синапсы восстанавливают себя, а их активность «нормализуется». Без этого восстановительного периода синапсы остаются максимально возбужденными слишком долго. Такое состояние ингибирует нейропластичность, а это означает, что изучение новых вещей уже невозможно. Чтобы убедиться, что они расположены в правой области мозга, ответственной за глубокий сон, исследователи повторили эксперимент, назначив одну и ту же задачу, но манипулируя другой областью мозга. Это не привело к каким-либо изменениям в работе участников. Это первый случай, когда исследование доказало причинную связь между глубоким сном и эффективностью обучения.