În timp ce dormim, creierul nu doar consolidează amintirile trecute, ci și pregătește terenul pentru cele viitoare. Un nou studiu arată că, în timpul somnului, creierul activează rețele neuronale capabile să anticipeze și să structureze informații legate de evenimente care încă nu s-au petrecut. Acest proces ar putea fi esențial pentru învățare, adaptare și sănătate mintală, informează Science Alert.
Somnul ajută creierul să se pregătească pentru viitor, formând rețele de memorie înainte ca experiențele să aibă loc. Studiile arată că, pentru a ține pasul zilnic cu informațiile noi, creierul trebuie să înregistreze amintiri chiar înainte ca acestea să apară, în timp ce continuă să proceseze experiențele trecute.
Deși este cunoscut faptul că somnul este esențial pentru memorie și învățare, printre altele, mecanismele exacte implicate în acest proces sunt încă în curs de descifrare.
În mod tradițional, somnul a fost privit ca un proces orientat spre trecut, și anume: trăim o experiență, apoi creierul o procesează și o fixează în timpul nopții, iar ulterior ne putem aminti de ea.
Un nou studiu vine însă cu o perspectivă surprinzătoare, și anume că somnul nu ne ajută doar să procesăm amintiri trecute, ci și să ne pregătim pentru cele viitoare. Pe lângă consolidarea și conservarea informațiilor, cercetătorii sugerează că, în timp ce dormim, creierul se pregătește activ să înregistreze noi evenimente.
Memoria este un fenomen complex, cu multiple fațete, care ne definește identitatea. Din perspectiva noastră subiectivă, poate părea aproape magică, greu de explicat prin componente distincte. Dar, la nivel celular, lucrurile sunt clare: grupuri de neuroni specializați, cunoscuți sub numele de celule engramă, codifică fizic experiențele noastre de viață într-un format care poate fi ulterior accesat.
Cercetări anterioare au demonstrat deja că somnul este crucial pentru ca acest proces să funcționeze corect. Totuși, detaliile fiziologice rămân în mare parte neclare. În plus față de simpla stocare a amintirilor, creierul realizează în timpul somnului adevărate „acțiuni” de procesare și organizare.
În acest nou studiu, cercetătorii din Japonia au încercat să înțeleagă mai bine ce rol joacă somnul în procesarea memoriei, inclusiv în pregătirea pentru experiențe semnificative care încă nu s-au întâmplat.
Folosind un sistem de imagistică aplicat pe șoareci liberi în mișcare, cercetătorii au putut observa activitatea atât a celulelor engramă, cât și a altor neuroni, pe parcursul etapelor de formare a memoriei. Ei au urmărit activitatea neuronală înainte, în timpul și după evenimente memorabile pentru șoareci.
Rezultatele au scos la iveală două procese paralele care au loc în somnul de după învățare. În primul rând, celulele engramă care codificaseră inițial memoria au fost reactivate într-un mod previzibil. Acesta este un mecanism cunoscut care ajută la consolidarea memoriei în somn.
În plus, cercetătorii au identificat un alt grup de neuroni interesant: „celulele engramă în devenire”, care nu erau încă asociate cu amintiri concrete. Acestea au devenit din ce în ce mai sincronizate între ele în timpul somnului post-învățare. Ulterior, aceiași neuroni au fost implicați în codificarea unor amintiri noi și diferite.
„Celulele engramă în devenire au prezentat o activitate coordonată tot mai intensă cu celulele engramă deja existente în timpul somnului, ceea ce sugerează că această interacțiune ajută la formarea noilor rețele de memorie”, explică profesorul Kaoru Inokuchi, biochimist la Universitatea Toyama din Japonia.
Echipa a creat și un model de rețea neuronală pentru a simula activitatea din hipocamp, în încercarea de a înțelege mai bine mecanismele implicate.
Modelul a indicat că fenomene precum depresia sinaptică și scalarea sinaptică, procese care modifică legăturile dintre neuroni în timpul somnului, joacă un rol important în organizarea acestor celule engramă în devenire. În model, aceste funcții se pierdeau atunci când mecanismele erau dezactivate.
Cercetarea a arătat că celulele engramă și cele în devenire erau co-active în timpul somnului post-învățare, sugerând existența unei coordonări sau chiar a unui transfer de „date” între rețelele de neuroni care gestionează amintiri trecute și viitoare.
Aceste descoperiri susțin ideea conform căreia calitatea somnului dintre evenimentele de învățare poate influența nu doar retenția informațiilor deja învățate, ci și capacitatea de a reține eficient informații noi în viitorul apropiat.
Deși sunt necesare cercetări suplimentare, aceste rezultate oferă perspective valoroase pentru educație și pentru tratamentul tulburărilor de memorie. Ele pot deschide calea spre noi metode de optimizare a performanței cognitive.
„Credem că manipularea activității cerebrale în timpul somnului sau a tiparelor de somn ar putea duce la metode prin care să îmbunătățim memoria, eliberând potențialul latent al creierului”, spune Inokuchi.
În cele din urmă, aceste rezultate se adaugă dovezilor tot mai numeroase că somnul trebuie tratat cu seriozitate.
„Vrem ca oamenii să înțeleagă că somnul nu este doar despre odihnă, el joacă un rol esențial în modul în care creierul procesează informația”, spune cercetătorul japonez, menționând că oamenii ar trebui „să înceapă să acorde somnului mai multă valoare și să îl folosească drept o unealtă pentru a-și îmbunătăți calitatea vieții.”