Komórki mózgowe mogą faktycznie próbować przewidzieć przyszłość podczas snu

Neurony, które uruchamiają się w ośrodku pamięci mózgu podczas snu, mogą nie tylko wracać do przeszłych doświadczeń. Według nowego badania mogą także patrzeć w przyszłość i wykonywać czynności, które jeszcze się nie wydarzyły.

Zespół kierowany przez naukowców z Uniwersytetu Michigan przeanalizował odczyty fal mózgowych myszy podczas czuwania i snu. Odczytów dokonywano przed, w trakcie i po napotkaniu przez zwierzęta wyzwań w labiryncie, aby ocenić preferencje neuronów poza labiryntem, np. w okresach odpoczynku.

„Podeszliśmy do tego wyzwania, porównując aktywność każdego pojedynczego neuronu z aktywnością wszystkich pozostałych neuronów„,” On mówi Anestezjolog Kamran Diba z Uniwersytetu Michigan.

„Możliwość śledzenia preferencji neuronów nawet bez bodźca była dla nas ważnym przełomem”.

Nowe podejście oznaczało, że oprócz korelowania fizycznych przestrzeni labiryntu z określoną aktywnością neuronową w czasie rzeczywistym, zespół mógł także pracować wstecz i mapować aktywność neuronów do punktów w labiryncie, gdy myszy spały.

Było to możliwe dzięki A Nauczanie maszynowe Proces oceny powiązań neuronów ze sobą, zamiast patrzeć na nie osobno. Opiera się na odpalaniu neuronów podczas snu Potem jeszcze raz podczas kolejnej próby labiryntuMyszy nie tylko śniły o miejscach, które już odwiedziły w labiryncie, ale także pracowały nad potencjalnymi nowymi trasami.

To ważne wnioski z badania Regulacja przestrzennaSposób, w jaki aktywność określonych neuronów jest powiązana z określonymi lokalizacjami. To dostosowanie jest procesem dynamicznym i wydaje się, że bierze w nim udział śpiący mózg.

Kiedy myszy wróciły do ​​labiryntu po śnie, aktywność neuronowa mierzona podczas ich snu w pewnym stopniu pozwalała przewidzieć nowe sposoby, w jakie myszy eksplorowały otoczenie. Dopasowania nie były dokładne, ale były na tyle bliskie, że wskazywały na związek między snami a przyszłymi intencjami.

„Widzimy, że inne zmiany zachodzą podczas snu, a kiedy ponownie wpuścimy zwierzęta do środowiska, możemy sprawdzić, czy zmiany te naprawdę odzwierciedlają wiedzę, której zwierzęta nauczyły się podczas snu”. On mówi Neurobiolog Caleb Kemmerer z Rice University w Stanach Zjednoczonych.

„To tak, jakby druga ekspozycja na przestrzeń kosmiczną faktycznie miała miejsce, gdy zwierzę śpi”.

Udowodniono, że śpi Pomaga nam tworzyć wspomnieniaChociaż w badaniu tym uczestniczyły wyłącznie myszy, możliwe, że w ludzkich mózgach dzieje się coś podobnego: rodzaj treningu przed przyszłymi przygodami.

To, co dzieje się w naszych śpiących mózgach, pozostaje fascynujące – wpływa na wszystko, od tego, jak się uczymy, po to, jak zapewniamy mózgowi bezpieczeństwo – a najnowsze badanie dostarcza dalszych informacji.

„Niekoniecznie jedyną rzeczą, jaką te neurony robią podczas snu, jest konsolidowanie pamięci o doświadczeniu”. On mówi Kemeri. „Okazuje się, że niektóre neurony zajmują się czymś innym”.

Badanie zostało opublikowane w Natura.