Зачем мы спим

Сон перед учебой обновляет нашу способность создавать новые воспоминания и делает это каждую без исключения ночь. Когда мы бодрствуем, мозг постоянно впитывает новую информацию (намеренно или неосознанно). Даже мимолетные воспоминания улавливаются отдельными участками мозга. Фактологическую информацию, например имя человека или номер парковки, первым воспринимает гиппокамп, который схватывает эти проходящие мимо цифры и факты и связывает детали воспоминаний. Гиппокамп — это парная, длинная, имеющая форму пальца структура, расположенная в глубине височных долей мозга, которая обеспечивает временное хранение вновь поступившей информации. К сожалению, емкость хранилища гиппокампа ограниченна, почти как у фотопленки, или, используя современную аналогию, — как у карты памяти или флешки. Но если просто увеличить его емкость, то можно в конце концов исчерпать возможность добавлять информацию или, что также плохо, начать накладывать воспоминания одно на другое, что приведет к забыванию в результате интерференции.

Как же тогда мозг решает задачу сохранения объема памяти? Несколько лет назад моя команда задалась вопросом, помогает ли сон решать проблему хранения информации с помощью переноса файлов. Мы попытались понять, переносит ли сон недавно полученные данные в более долгосрочное мозговое хранилище, освобождая за счет этого склады краткосрочной памяти, чтобы после пробуждения мы могли усваивать новую информацию.

Изучая дневной сон испытуемых, мы начали проверять эту теорию. Набрав группу здоровых молодых людей и произвольно разделив ее на две подгруппы, мы предложили одной из подгрупп устраивать сиесту, вторую же оставили бодрствовать. В полдень всем участникам эксперимента было предложено задание — запомнить максимальное количество из ста пар лицо–имя. Опыт ставил задачу подвергнуть испытанию гиппокамп, то есть хранилище краткосрочной памяти. Как и ожидалось, обе группы проявили себя на вполне сравнимом уровне. Вскоре после этого одной группе предложили полуторачасовой отдых в лаборатории сна, где к головам добровольцев прикрепили электроды, снимавшие показания сна. Вторая группа осталась в лаборатории бодрствовать и занялась несложными делами, такими как интернет-серфинг или настольные игры. В тот же день в шесть часов вечера все участники прошли еще один цикл интенсивного обучения, в ходе которого они пытались втиснуть в свое краткосрочное хранилище набор новых фактов (еще сотня пар лицо–имя). Мы искали ответ на простой вопрос: снижается ли у человека способность к обучению при продолжительном бодрствовании, и если так, то может ли сон нивелировать эффект насыщенности информацией и тем самым восстановить способность к восприятию нового?

Группа, бодрствовавшая в течение дня, показала заметно худший уровень запоминания, несмотря на оставшуюся стабильной способность концентрироваться (она определялась отдельными тестами на внимание и временем правильного ответа). Те же испытуемые, которым посчастливилось вздремнуть днем, работали заметно лучше, а их способность запоминать новые факты действительно усилилась. В общем, по итогам второго испытания группа, спавшая днем, работала на 20% лучше, чем те, кому поспать не довелось.

Заметив, что сон восстанавливает способность мозга к обучению, освобождая место для новой информации, мы занялись поиском того, что именно способствует этому восстановлению. Проанализировав электрические мозговые волны тех участников эксперимента, которые спали днем, мы получили ответ. Восстановление памяти было связано с более легкой второй фазой медленного сна, а именно с короткими мощными всплесками электрической активности, или сонными веретенами, о которых шла речь в главе 3. Чем больше сонных веретен возникало у человека во время сна, тем больше он запоминал после пробуждения. Важно, что сонные веретена не прогнозировали внутреннюю способность человека к обучению. Это был бы менее интересный результат, поскольку подразумевал бы, что врожденная способность к обучению и веретена идут рука об руку. Но вместо этого веретена предсказывали именно изменение в запоминании нового до и после сна, то есть пополнение ресурсов способности к запоминанию.