Сон для нашего мозга означает гораздо больше, чем просто расслабление. Во время сна поток информации от органов чувств в значительной степени прерывается, но многие области мозга особенно активны.
Большинство исследователей мозга сегодня полагают, что спящий мозг извлекает недавний опыт, тем самым консолидируя новые знания и интегрируя их в существующую память, укрепляя, повторно связывая или даже разрывая нейронные связи. Это означает, что сон незаменим для памяти.Исследователи Макса Планка обнаружили, что это имеет место даже у младенцев и детей ясельного возраста. Чтобы изучить влияние сна на младенческую память, они пригласили родителей принять участие в исследовании со своими детьми в возрасте от 9 до 16 месяцев.
Во время тренировки младенцам неоднократно показывали изображения определенных предметов, при этом они слышали вымышленные имена, присвоенные этим предметам. Некоторые предметы были похожи друг на друга, отличаясь только пропорциями, цветами или некоторыми деталями. Сходным предметам, которые по форме принадлежали к одной категории, всегда давались одни и те же имена.
Во время этого процесса исследователи регистрировали активность мозга младенцев с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ).Одна группа младенцев спала следующие один-два часа в своих детских колясках, пока записывалась электроэнцефалограмма (ЭЭГ), в то время как другие оставались бодрствующими, гуляя в своих колясках или играя в комнате для осмотра. В последующем сеансе тестирования исследователи снова представили младенцам пары «картинка-слово» — на этот раз как в тех же комбинациях, что и в учебном сеансе, так и в новых комбинациях — и снова измерили активность их мозга при этом.Анализ активности мозга показал, что младенцы выучили названия отдельных предметов во время тренировки, независимо от возраста.
Ситуация с категоризацией, однако, была иной: в конце тренировки они не могли присвоить новым объектам имена схожих объектов, которые они слышали несколько раз.Во время последующего сеанса тестирования активность мозга младенцев, которые спали после тренировки, заметно отличалась от таковой в группе, которая не спала. В то время как группа, которая бодрствовала, забыла названия отдельных объектов, дети в группе сна запомнили сопоставления объектов и слов. Также были радикальные различия в их способностях классифицировать предметы. «Младенцы, которые спали после тренировки, присвоили новым объектам имена схожих по виду объектов», — говорит Мануэла Фридрих из Института когнитивных исследований человека и мозга им.
Макса Планка. «Они не могли сделать это перед сном, и те, кто бодрствовал, не могли этого сделать. Это означает, что категории, должно быть, были сформированы во время сна».Хотя возраст детей не оказал никакого влияния, особый тип мозговых волн, называемый веретеном сна, оказывает значительное влияние на результаты обучения.
Веретена сна возникают, когда нервные пучки между таламусом и корой головного мозга генерируют ритмическую активность от 10 до 15 циклов в секунду. Известно, что они влияют на консолидацию памяти у взрослых. «Чем выше активность веретена младенца, тем лучше он может присваивать категории новым объектам после сна», — объясняет Фридрих.Эти результаты показывают, что сон значительно влияет на организацию памяти даже в мозгу младенца — и в то время, когда память растет в огромных масштабах. «Мозг бодрствующего младенца быстро забывает недавно выученные имена, но во время сна слова более прочно связаны с объектами и запечатлеваются», — говорит Анджела Фридеричи, директор Института Макса Планка в Лейпциге и руководитель исследования.Сон и веретено сна также позволяют младенческому мозгу объединять сходные значения.
Очевидно, когда мозг в значительной степени отрезан от внешних влияний, он может систематизировать свои переживания и формировать новые обобщения. «Таким образом, сон устраняет разрыв между конкретными объектами и общими категориями, тем самым превращая опыт в знания», — объясняет Фридеричи.