Человек
Гипокамп (вид снизу).

Ученые провели ряд экспериментов, которые доказывают, что сон имеет важное значение для формирования долговременной памяти. Эксперты уже давно полагали, что процесс перевода воспоминаний из кратковременной памяти в долговременную частично происходит во время сна. Гиппокамп (от греч. Hippocampos — морской конёк) — парная структура, расположенная в медиальных височных отделах полушарий. Является частью лимбической системы головного мозга (обонятельного мозга). Участвует в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти, то есть перехода кратковременной памяти в долговременную, но точный механизм этого процесса хорошо не изучен.

Новые исследования ученых показали, что мыши, которым не давали "переиграть" события, произошедшие во время бодрствования, не помнят их так же хорошо как мыши, которые нормально отоспались.

"Наша работа демонстрирует  связь между сном, который происходит после определенных событий, и формированием долгосрочной памяти об этих событиях", - сказал Susumu Tonegawa, профессор биологии и неврологии в Массачуссетском технологическом институте  и ведущий автор исследований. "Это первое исследование, которое должно продемонстрировать связь между повторным проигрыванием событий и консолидацией памяти. Спящий мозг должен переиграть события как видеоклип прежде, чем они будут преобразованы из краткосрочных воспоминаний в долгосрочные".

Исследователи наблюдали циркуляцию в пределах гиппокампа, известного как трисинаптический путь TSP (trisynaptic pathway), в котором нейронная информация проходит через три участка перед тем как идти дальше. "Мы продемонстрировали, что этот путь является ключевым для преобразования памяти, сформированной в течение дня, в память, которая все еще существует, по крайней мере, шесть недель спустя",- сказал Tonegawa.

Во время бодрствования, мышей тренировали преодолевать лабиринт, и таким образом,  в их мозгу сформировались нейронные связи, отвечающие за поиск пути в лабиринте. Во время их сна, особенно во время медленной фазы пробег по лабиринту "переигрывался" в подобной последовательности.

У контрольной группы мышей, было изменено питание, а так же исследователи внедрили электроды, которые могли контролировать и блокировать активность клеток гиппокампа, во время поиска пути в лабиринте и затем во время сна.

"Мы выяснили, что у мышей с заблокированным TSP процесс перепроигроигрывания событий  во время медленной фазы сна ослабевает",- сказал Tonegawa. "Животные были в состоянии сформировать долгосрочные воспоминания о лабиринте только, когда их TSP функционировал после формирования краткосрочной памяти".

Гиппокамп принадлежит к одной из филогенетически наиболее старых систем мозга - обонятельному мозгу, чем обусловливается значительная функциональная полимодальность гиппокампа (то есть он выполняет много разных функций). При поражении гиппокампа возникает синдром Корсакова - заболевание, при котором больной при сравнительной сохранности следов долговременной памяти утрачивает память на текущие события.

Изучение этого отдела мозга проводится уже давно и многими исследователями. Так учеными Университета южной Калифорнии в Лос-Анджелесе рассматривается возможность протезирования гиппокампа и такие опыты уже проводятся с крысами. Исследователи создали компьютерную математическая модель гиппокампа. Электроды вводятся в определенные области гиппокампа, и затем подключаются к электронному устройству находящемуся с наружи черепной коробки. После этого возможно формировать искусственные воспоминания.

У большинства млекопитающих структура гиппокампа практически одинакова, так что адаптация протеза к человеческому мозгу после опытов на животных может быть осуществлена относительно легко.

Искусственные устройства подобного рода могут помочь людям, получившим травмы в авариях или страдающим расстройствами памяти. В перспективе применение подобных технологий может быть намного более широкое. Так что кадры из фантастических фильмов типа "Матрица", где для быстрого обучения чему-либо нужно всего лишь напрямую подключить мозг к внешнему носителю информации, возможно не такая уж далекая реальность.

По материалам: web.mit.edu

Текст и перевод: sergiy-school.ru