Зачем мы спим

К этому времени я получил должность в Гарвардской медицинской школе, и вместе с Робертом Стикголдом, ранее наставником, а теперь уже соратником и другом, мы стали пытаться определить, как именно мозг обучается в отсутствие практики и продолжает ли это делать в принципе. Здесь явно было замешано время. Но, похоже, следовало разграничить три различных вероятных условия, которые благоприятствовали совершенствованию памяти навыков: (1) время, (2) время бодрствования и (3) время сна.

Я набрал большую группу добровольцев-правшей и предложил им как можно быстрее и точнее набирать на клавиатуре ряд чисел, например 4–1–3–2–4, причем делать это левой рукой. Как и при разучивании гамм, участники в течение двенадцати минут с короткими передышками снова и снова повторяли это упражнение. Неудивительно, что в процессе тренировки волонтеры смогли значительно улучшить навык набора цифровой последовательности, ведь практика считается залогом совершенства. Двенадцать часов спустя мы провели тест. Половина участников заучивала последовательность утром, и мы проверили их вечером после целого дня бодрствования. Вторая половина заучивала последовательности вечером, а тестирование проводилось на следующее утро после тех же двенадцати часов перерыва, но включающих в себя полноценный восьмичасовой сон.

Бодрствовавшая группа не продемонстрировала значительного прогресса в выполнении задания, но те, кто спал, в соответствии с рассказом пианиста, показали потрясающий 20%-ный скачок в скорости набора цифр и почти 35%-ное улучшение точности. Важно, что участники, которые заучивали упражнение утром и не продемонстрировали прогресса вечером, в следующем тесте, проведенном еще через двенадцать часов, все же показали резкое повышение качества своих двигательных навыков — после того, как выспались тоже.

Другими словами, ваш мозг продолжает запоминание навыков даже в отсутствие дальнейшей тренировки. В действительности все это сродни волшебству. Однако подобное отсроченное «автономное» заучивание происходит исключительно во время сна, а не в равный по времени период бодрствования, независимо от того, что происходит сперва, бодрствование или сон. Практика сама по себе не позволяет достичь совершенства. Только практика, за которой следует ночь сна, приводит к нему. Мы показали, что эффект, усиливающий память, наблюдается независимо от того, заучиваете вы короткую или очень длинную последовательность (например, 4–3–1–2 или 4–2–3–4–2–3–1–4–3–4–1–4), а также используете одну руку (мономануальный способ) или обе (бимануальный, как пианисты).

Анализ отдельных элементов последовательности 4–1–3–2–4 позволил мне обнаружить, как именно сон совершенствовал двигательный навык. Даже после долгой предварительной тренировки участники опыта неизменно испытывали сложности с определенными переходами в пределах последовательности. Эти проблемные точки бросались в глаза, когда я обратил внимание на скорость ударов по клавишам. В определенных переходах возникала гораздо более долгая пауза или повторялась ошибка. Например, вместо того чтобы без пауз напечатать 4–1–3–2–4, 4–1–3–2–4, участник печатал: 4–1–3 [пауза] 2–4, 4–1–3 [пауза] 2–4. Испытуемые делили повторяющуюся механическую последовательность на отрезки, словно напечатать ее без пауз было слишком сложно. У разных волонтеров проблема возникала на разных участках последовательности, но почти все испытывали одно-два затруднения.

Я оценивал так много участников, что в конце концов во время тренировки на слух мог определить, где у них возникали сложности в наборе последовательности. Но когда я тестировал участников после ночи сна, то слышал нечто совершенно другое. И еще не приступив к анализу данных, я понял, что произошло: значительно выросло мастерство моих испытуемых. Теперь, после сна, они печатали плавно и без перерывов. Исчезло исполнение в стиле стаккато, теперь его сменил быстрый и почти совершенный ритм, который и был целью заучивания последовательности: 4–1–3–2–4, 4–1–3–2–4, 4–1–3–2–4. Сон системно определил, где в двигательной памяти образовались трудные переходы, и выровнял их. Это открытие вновь обратило меня к словам пианиста, с которым я познакомился на лекции: «Но когда я просыпаюсь на следующее утро и сажусь за инструмент, то просто играю, причем идеально».