Un nou studiu arată cum somnul ajută la îmbunătățirea învățării

Un nou studiu ajută la explicarea a ceea ce se întâmplă în creier în timp ce dormi, ceea ce ajută la îmbunătățirea învățării motorii.

„Mecanismele consolidării memoriei în ceea ce privește învățarea memoriei motorii erau încă incerte până acum”, a declarat Masako Tamaki, Ph.D., cercetător postdoctoral la Universitatea Brown și autor principal al studiului.

„Am încercat să ne dăm seama ce parte a creierului face ceea ce face în timpul somnului, independent de ceea ce se întâmplă în timpul stării de veghe. Încercam să ne dăm seama de rolul specific al somnului. ”

Folosind trei tipuri diferite de scanări ale creierului, cercetătorii au reușit să cuantifice cu exactitate modificările unor unde cerebrale și locația exactă a acelei modificări a activității creierului la oameni, în timp ce dormeau după ce au învățat o sarcină secvențială de atingere a degetelor. Sarcina era o secvență de pumni cheie asemănătoare tastării sau cântării la pian.

Rezultatele experimentelor efectuate la Spitalul General din Massachusetts și apoi analizate la Brown arată că viteza îmbunătățită și precizia voluntarilor au arătat asupra sarcinii după câteva ore de somn a fost „semnificativ” asociată cu modificări ale oscilațiilor de undă cerebrală rapidă-sigma și delta în suplimentele lor zona motorie (SMA), o regiune din partea de sus-mijloc a creierului.

Aceste modificări ale undelor cerebrale în SMA au avut loc în timpul unei anumite faze a somnului, cunoscută sub numele de somn „cu undă lentă”, potrivit cercetătorilor.

În timp ce oamenii de știință au arătat că somnul îmbunătățește multe tipuri de învățare, inclusiv tipul de sarcini motorii secvențiale de atingere a degetelor abordate în acest studiu, nu au fost siguri de ce sau cum, potrivit autorului corespunzător, Yuka Sasaki, Ph.D., profesor asociat de cercetare în Departamentul de Științe Cognitive, Lingvistice și Psihologice al lui Brown.

Este o activitate intensivă de consolidare a învățării, astfel încât creierul poate beneficia de somn, deoarece este disponibilă mai multă energie sau pentru că distracțiile și aporturile noi sunt mai puține, a remarcat ea.

„Somnul nu este doar o pierdere de timp”, a spus ea.

Pentru studiu, echipa de cercetare a recrutat 15 subiecți. În primele trei nopți, nouă dintre ei au dormit indiferent de ora preferată de culcare, în timp ce creierul lor a fost scanat atât cu magnetoencefalografie (MEG), care măsoară oscilațiile cu sincronizare precisă, cât și polisomnografie, care ține evidența fazei somnului.

În acest moment, cercetătorii aveau măsurători de bază bune ale activității creierului și subiecții se obișnuiseră să doarmă în laborator, au observat cercetătorii.

În a patra zi, subiecții au învățat sarcina de a atinge degetele pe mâna lor non-dominantă, astfel încât a fost în mod intenționat mai greu de învățat. Apoi li s-a permis să se culce trei ore și au fost scanate cu PSG și MEG.

Apoi cercetătorii i-au trezit. O oră mai târziu au cerut subiecților să efectueze sarcina de atingere.

Un grup de control format din alți șase subiecți nu a dormit după ce a învățat sarcina, dar li sa cerut, de asemenea, să o efectueze patru ore mai târziu.

Cercetătorii au descoperit că subiecții care dormiseră au făcut sarcina mai repede și mai precis decât cei care nu au făcut-o.

În ziua a cincea, cercetătorii au scanat fiecare voluntar cu o mașină de imagistică prin rezonanță magnetică, care mapează anatomia creierului, astfel încât să poată vedea unde se află oscilațiile MEG pe care le observaseră în creierul fiecărei persoane.

Cercetătorii au urmărit cinci frecvențe de oscilație diferite în opt regiuni ale creierului - patru regiuni distincte pe fiecare dintre cele două părți ale creierului.

Sasaki a spus că se aștepta ca cea mai semnificativă activitate să aibă loc în regiunea cerebrală „M1”, care guvernează controlul motorului, dar în schimb a descoperit că schimbările semnificative au avut loc în SMA de pe partea opusă a mâinii antrenate.

Ceea ce a fost deosebit de important în legătură cu oscilațiile delta și sigma rapidă a fost că se încadrează în două criterii cheie: s-au schimbat substanțial după ce voluntarii au fost instruiți în sarcină și puterea acestei schimbări a fost corelată cu gradul de îmbunătățire a persoanei asupra sarcinii, conform cercetătorilor.

După efectuarea experimentelor, Sasaki, Tamaki și co-autorul Takeo Watanabe s-au mutat de la spital la Brown, unde au înființat un nou laborator de somn. De atunci au început un proiect pentru a studia în continuare modul în care creierul consolidează învățarea. În acest caz, se uită la sarcinile de învățare vizuale.

„Vom vedea efecte similare?” Întrebă Sasaki. „Ar fi cu benzi de frecvență similare și cu o organizare similară a zonelor creierului învecinate?”

Pentru a afla, unii voluntari vor trebui doar să doarmă pe el.

Studiul a apărut în Journal of Neuroscience.

Sursa: Universitatea Brown