Роля на REM срещу Non-REM сън при обучение

Ново изследване оценява кой етап от съня е най-важен за ученето: REM или не-REM. В новото проучване изследователите разгледаха два механизма. Подобрява ли сънят ученето чрез подобряване на уменията, докато хората дремят, или ползата от съня произтича от засилването на тези умения в мозъка, така че да е по-малко вероятно да ги забравят?

Според изследването на Браунския университет за визуално обучение отговорът е „всичко по-горе“.

„Сънят е добър за много процеси в тялото и ума, но противоречието беше как сънят е добър“, каза авторът Юка Сасаки, професор по когнитивни, лингвистични и психологически науки (изследвания) в Браун.

„Не-REM сънят и REM сънят имат ли различен принос или етапът на съня няма значение? Смятаме, че имаме един отговор, защото ясно показваме разликата в ролите на съня, който не е REM и на REM съня, при визуално възприятие. “

В проучването младите възрастни бяха обучени да идентифицират буква и ориентация на набор от линии на текстуриран фон в две различни задачи: една преди сън и една след сън. Между двете задачи изследователите анализираха мозъчните вълни на участниците, докато спят. Те също така измерват едновременно концентрациите на две различни химикали в мозъка им: възбуден невротрансмитер, наречен глутамат, и инхибиторен невротрансмитер, наречен гама-аминомаслена киселина.

Отделно, изследователите са извършили същите анализи на хора, които не са участвали в задачите за визуално обучение.

Измервайки съотношението на тези две химикали в мозъка - наречено баланс на възбуждане / инхибиране (E / I) - учените могат да съберат улики за състоянието на определена мозъчна област.

Понякога, например когато мозъчната област има висок баланс E / I, невроните активно формират нови връзки, което означава, че мозъчната област има висока степен на пластичност.

И обратно, когато мозъчната област има нисък баланс E / I, се казва, че тя е в състояние на стабилизация. По време на стабилизацията се подрязват по-малко важни невронни връзки, като по този начин се увеличава ефективността и устойчивостта на оставащите връзки. Както пластичността, така и стабилизацията са неразделна част от учебния процес: Пластичността обикновено се превръща в повишаване на производителността, а стабилизацията предотвратява презаписването на ново учене или възпрепятстване от бъдещото обучение.

Това ново проучване, което се появява в Природа Невронаука, установи, че пластичността и стабилизацията се появяват по време на различни етапи на съня.

По време на не-REM (NREM) сън, зрителните области на мозъка на участниците показват E / I баланс, предполагащ повишена пластичност. Моделът е открит дори сред участници, които не са участвали в задачите за визуално обучение, което означава, че се появява дори при липса на обучение.

Изглежда обаче, че REM етапът е необходим на хората, за да се възползват от предимствата на повишената пластичност, която проявяват по време на NREM сън. По време на REM сън химичните концентрации в мозъка на участниците показват, че зрителните им зони са подложени на стабилизация.

Изследователите откриха, че този процес се случва само при участниците, участвали във визуалните учебни задачи, което предполага, че за разлика от пластичността, стабилизацията по време на сън се извършва само в присъствието на обучение.

Участниците, които само са претърпели NREM сън, не показват никакви подобрения в производителността, вероятно защото новата задача след сън пречи на тяхното изучаване на задачата преди сън. И обратното, тези, които са преминали през NREM и REM сън, са показали значително увеличение на производителността както за задачата преди сън, така и след сън.

„Надявам се, че това помага на хората да осъзнаят, че както сънят без REM, така и REM сънят са важни за ученето“, каза Сасаки. „Когато хората спят през нощта, има много цикли на сън. REM сън се появява най-малко три, четири, пет пъти и особено в по-късната част на нощта. Искаме да имаме много сън REM, за да ни помогне да си спомняме по-стабилно, така че не трябва да съкращаваме съня си. "

Продължавайки напред, Сасаки и нейните колеги биха искали да видят дали техните констатации могат да бъдат обобщени за други видове обучение. Те също биха искали да комбинират това изследване с миналото си изследване на визуалното възприятие и възнаграждението.

„Преди това показахме, че наградата подобрява визуалното обучение чрез сън, така че бихме искали да разберем как става това“, каза тя. „Амбициозно е, но може би бихме могли да разширим това изследване и към други видове обучение, за да можем да запомним по-добре и да развием по-добро двигателно обучение, по-добри визуални умения и по-добро творчество.“

Източник: Университет Браун