Rolul REM versus Somnul non-REM la învățare

Noile cercetări evaluează care etapă de somn este cea mai importantă pentru învățare: REM sau non-REM. În noul studiu, investigatorii au analizat două mecanisme. Somnul îmbunătățește învățarea prin îmbunătățirea abilităților în timp ce oamenii amânează sau beneficiul somnului rezultă din întărirea acestor abilități din creier, astfel încât este mai puțin probabil să le uite?

Răspunsul, potrivit studiului de la Brown University despre învățarea vizuală, este „toate cele de mai sus”.

„Somnul este bun pentru multe procese din corp și minte, dar controversa a fost modul în care somnul este bun”, a spus autorul corespunzător Yuka Sasaki, profesor de științe cognitive, lingvistice și psihologice (cercetare) la Brown.

„Somnul non-REM și somnul REM au contribuții diferite sau starea de somn nu contează? Credem că avem un singur răspuns, pentru că arătăm clar diferența dintre rolurile somnului non-REM și ale somnului REM în învățarea perceptivă vizuală. ”

În studiu, tinerii adulți au fost instruiți să identifice o literă și orientarea unui set de linii pe un fundal texturat în două sarcini diferite: una înainte de somn și una după somn. Între cele două sarcini, cercetătorii au analizat undele cerebrale ale participanților în timp ce dormeau. De asemenea, au măsurat simultan concentrațiile a două substanțe chimice diferite din creierul lor: un neurotransmițător excitator numit glutamat și un neurotransmițător inhibitor numit acid gamma-aminobutiric.

În mod separat, cercetătorii au efectuat aceleași analize asupra persoanelor care nu au participat la sarcinile de învățare vizuale.

Măsurând raportul acestor două substanțe chimice din creier - numit echilibru excitație / inhibare (E / I) - oamenii de știință pot aduna indicii despre starea unei anumite zone cerebrale.

Uneori, cum ar fi atunci când o zonă a creierului are un echilibru E / I ridicat, neuronii formează în mod activ noi conexiuni, ceea ce înseamnă că zona creierului are un grad ridicat de plasticitate.

În schimb, atunci când o zonă a creierului are un echilibru E / I scăzut, se spune că se află într-o stare de stabilizare. În timpul stabilizării, conexiunile neuronale mai puțin importante sunt tăiate, crescând astfel eficiența și reziliența conexiunilor care rămân. Atât plasticitatea, cât și stabilizarea sunt parte integrantă a procesului de învățare: Plasticitatea se traduce de obicei prin câștiguri de performanță, iar stabilizarea împiedică suprascrierea noii învățări sau interferarea cu învățarea viitoare.

Acest nou studiu, care apare în Neuroștiința naturii, a constatat că plasticitatea și stabilizarea apar în timpul diferitelor etape ale somnului.

În timpul somnului non-REM (NREM), zonele vizuale ale creierului participanților au prezentat un echilibru E / I care sugerează o plasticitate crescută. Modelul a fost găsit chiar și în rândul participanților care nu au participat la sarcinile de învățare vizuale, ceea ce înseamnă că apare chiar și în absența învățării.

Cu toate acestea, etapa REM pare a fi necesară pentru ca oamenii să profite de beneficiile plasticității crescute pe care o prezintă în timpul somnului NREM. În timpul somnului REM, concentrațiile chimice din creierul participanților au indicat faptul că zonele lor vizuale au fost stabilizate.

Anchetatorii au descoperit că acest proces a avut loc doar la participanții care au participat la sarcinile de învățare vizuale, ceea ce sugerează că, spre deosebire de plasticitate, stabilizarea în timpul somnului are loc doar în prezența învățării.

Participanții care au suferit doar somn NREM nu au prezentat niciun câștig de performanță, probabil pentru că noua sarcină post-somn a interferat cu învățarea sarcinii pre-somn. În schimb, cei care au suferit atât somn NREM cât și REM au prezentat câștiguri semnificative de performanță atât pentru sarcina pre-somn, cât și pentru cea post-somn.

„Sper că acest lucru îi ajută pe oameni să-și dea seama că atât somnul non-REM, cât și somnul REM sunt importante pentru învățare”, a spus Sasaki. „Când oamenii dorm noaptea, există multe cicluri de somn. Somnul REM apare de cel puțin trei, patru, cinci ori și mai ales în ultima parte a nopții. Vrem să avem o mulțime de somn REM pentru a ne ajuta să ne amintim mai robust, deci nu ar trebui să ne scurtăm somnul. ”

În viitor, Sasaki și colegii ei ar dori să vadă dacă descoperirile lor pot fi generalizate la alte tipuri de învățare. De asemenea, ar dori să combine această cercetare cu cercetările lor anterioare privind învățarea perceptivă vizuală și recompensa.

„Anterior, am arătat că recompensa sporește învățarea vizuală prin somn, așa că am dori să înțelegem cum funcționează acest lucru”, a spus ea. „Este ambițios, dar poate am putea extinde această cercetare la alte tipuri de învățare, astfel încât să ne putem aminti mai bine și să dezvoltăm o învățare motoră mai bună, abilități vizuale mai bune și o creativitate mai bună.”

Sursa: Universitatea Brown