Mozkové buňky se ve spánku mohou ve skutečnosti pokoušet předpovídat budoucnost

Neurony, které se spouštějí v centru paměti mozku, když spíme, nemusí být jen přehodnocením minulých zkušeností. Podle nové studie se mohou dívat i do budoucnosti a praktikovat činnost, která se ještě nestala.

Tým vedený vědci z University of Michigan analyzoval údaje o mozkových vlnách myší během bdění a spánku. Odečítání bylo prováděno před, během a poté, co se zvířata setkala s výzvami v bludišti, aby se vyhodnotily preference neuronů mimo bludiště, například během období odpočinku.

„Přistoupili jsme k této výzvě tak, že jsme spojili aktivitu každého jednotlivého neuronu s aktivitou všech ostatních neuronů„,“ On říká Anesteziolog Kamran Diba z University of Michigan.

„Schopnost sledovat neuronální preference i bez stimulu pro nás byla důležitým průlomem.“

Nový přístup znamenal, že kromě korelace fyzických prostorů v bludišti se specifickou nervovou aktivitou v reálném čase mohl tým také pracovat zpětně a mapovat aktivitu neuronů na body v bludišti, zatímco myši spaly.

To bylo umožněno díky A Strojové učení Proces vyhodnocování vztahů neuronů k sobě navzájem spíše než pohled na ně odděleně. Na základě vypalování neuronů během spánku Pak znovu při dalším pokusu o bludištěMyši nejen snily o místech, která již v bludišti navštívily, ale také pracovaly na potenciálních nových trasách.

To jsou důležitá zjištění studie Prostorová úpravaZpůsob, jakým je aktivita konkrétních neuronů spojena s konkrétními místy. Toto přizpůsobení je dynamický proces a zdá se, že je do něj zapojen spící mozek.

Když byly myši po spánku vráceny do bludiště, neurální aktivita měřená během spánku byla poněkud prediktivní pro nové způsoby, kterými myši zkoumaly své okolí. Shody nebyly přesné, ale byly dost blízké, aby naznačovaly vztah mezi sny a budoucími záměry.

„Vidíme, že k těmto dalším změnám dochází během spánku, a když zvířata vrátíme zpět do prostředí, můžeme ověřit, že tyto změny skutečně odrážejí něco, co jsme se naučili, když zvířata spala.“ On říká Neurovědec Caleb Kemmerer z Rice University ve Spojených státech.

„Je to, jako by k druhému vystavení vesmíru skutečně došlo, když zvíře spí.“

Je dokázáno, že spánek Pomáhá nám vytvářet vzpomínkyPřestože se tato studie zabývala pouze myší, je možné, že se něco podobného děje v lidských mozcích: jakýsi trénink na budoucí dobrodružství.

To, co se děje v našich spících mozcích, zůstává fascinující – ovlivňuje vše od toho, jak se učíme, až po to, jak udržujeme mozek v bezpečí – a tato nejnovější studie poskytuje další informace.

„Není to nutně jediná věc, kterou tyto neurony dělají během spánku, je konsolidace paměti zážitku.“ On říká Kemeri. „Ukazuje se, že některé neurony nakonec dělají něco jiného.“

Výzkum byl zveřejněn v Příroda.