Ученые доказали возможность обучения во сне

Фото: cygnoir / flickr.com

Избирательная электрическая стимуляция нейронов гиппокампа позволила создать у мышей ложные воспоминания, пока те мирно спали

Ярослав Рыбаков

10 марта, 2015 15:07

4 мин

Как и многие легенды, обучение во сне — миф лишь отчасти. Именно в этот период особенно активно развивается процесс консолидации, перенос воспоминаний из кратковременной в долговременную память. Однако это необязательно «настоящие» воспоминания о том, что было в действительности. Точно такие же механизмы вовлекаются и в образование ложных воспоминаний — феномена, с которым нередко приходится сталкиваться при опросе свидетелей преступлений.

Впрочем, научиться различать настоящие воспоминания от мнимых, а в идеале и манипулировать ими, хотели бы не только следователи. Тема управления сознанием весьма актуальна и для медиков, задача которых — избавить своих пациентов от крайне тяжелых эмоциональных переживаний, вызывающих развитие посттравматического синдрома.

Серьезный прорыв в подобных работах обеспечило появление в последние годы методов оптогенетики, позволяющих избирательно и точечно отслеживать и контролировать активность отдельных нейронов и их групп непосредственно в функционирущем мозге. Генная инженерия позволяет «спарить» активацию в них определенных генов с синтезом флуоресцентных белков и тем самым наблюдать за их работой буквально в режиме реального времени. Возможен и обратный путь, который около двух лет назад использовался в знаменитой работе по созданию ложных воспоминаний.

Японские исследователи создали ГМ-линию мышей, у которых нейроны гиппокампа — ключевой в работе памяти части мозга — были способны к синтезу канального родопсина. Они не только вырабатывали этот флуоресцентный белок при возбуждении, но и сами активировались в ответ на его стимуляцию светом. Поместив такое ГМ-животное в клетку, ученые позволили ему исследовать новое окружение, отметив, какие именно клетки гиппокампа проявляют активность в сохранении этой информации.

На следующий день мышь оказывалась в совершенно другой клетке, где получала слабый, но чувствительный удар током, причем одновременно с этим с помощью света в ней активировались вчерашние воспоминания о предыдущей клетке. В итоге одни и другие воспоминания объединились, и в следующий раз, когда животное оказывалось в совершенно безвредной клетке № 1, животное испытывало неподдельный страх, не связанный ни с каким реальным переживанием.

Это интереснейшее исследование получило развитие около года спустя, когда та же группа ученых, работая под руководством Сусуму Тонегавы, заменила одни воспоминания на другие. Избирательно активируя нейроны гиппокампа, авторы «исправили» у мышей негативные переживания на позитивные.

Но возможны ли воспоминания без того, чтобы переживать опыт в действительности? Пока что методы обучения во сне остаются крайне сомнительной темой, не получившей достоверного подтверждения в ходе экспериментов. Ситуацию может изменить работа, результаты которой опубликованы в свежем номере журнала Nature Neuroscience.

Авторами ее стали французские исследователи из группы Карима Беншенана, обратившиеся к другому методу ювелирной работы с отдельными нейронами. Вместо оптогенетических манипуляций они имплантировали в мозг подопытных мышей микроэлектроды, с помощью которых смогли получать информацию, какие конкретно клетки возбуждались при передвижении животного в разных частях круглого, диаметром около метра, вольера.

Такие паттерны возбуждения «нейронов места» создают нечто вроде мысленной карты окружающего пространства, позволяя ориентироваться в нем. Кстати, именно за обнаружение этих механизмов в прошлом году была вручена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Эксперименты продолжались уже во сне: дождавшись, пока их подопытные крепко уснут, ученые следили за возбуждением паттернов, связанных с той или иной областью вольера, и в нужный момент стимулировали нейронные пути внутренней системы вознаграждения. Такое «обучение во сне» имело весьма наглядные последствия. Проснувшиеся животные, оказавшись в том же круглом вольере, отчетливо предпочитали участки, с которыми у них были связаны положительные, хотя и не существовавшие в действительности переживания.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе