Ο εγκέφαλος δουλεύει διπλά όταν κοιμόμαστε: Νέα έρευνα αποκαλύπτει τον ρόλο του ύπνου στη μνήμη

Μια νέα επιστημονική έρευνα φέρνει στο φως σημαντικές πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο που ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τις αναμνήσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου, αποκαλύπτοντας ότι ο εγκέφαλος εργάζεται περισσότερο απ’ όσο πιστεύαμε όταν κοιμόμαστε, ειδικά όσον αφορά τις μνημονικές διεργασίες.

Η μελέτη προσφέρει νέα στοιχεία για τη λειτουργία του ιππόκαμπου, μιας κρίσιμης περιοχής του εγκεφάλου που σχετίζεται με την αποθήκευση και την ανάκτηση αναμνήσεων. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ο εγκέφαλος όχι μόνο εδραιώνει τις αναμνήσεις κατά τον ύπνο, όπως γνωρίζαμε μέχρι σήμερα, αλλά προετοιμάζεται και για τη μάθηση της επόμενης ημέρας, λειτουργώντας ουσιαστικά προληπτικά και προγραμματισμένα.

Εδώ και δεκαετίες οι επιστήμονες μελετούν τη σημασία του ύπνου, τόσο σε φυσιολογικό όσο και σε ψυχολογικό επίπεδο. Πέρα από την ανάκτηση δυνάμεων, είναι γνωστό ότι κατά τον ύπνο ο εγκέφαλος περνά από διάφορες φάσεις, όπου κάποιες χαρακτηρίζονται από έντονη δραστηριότητα, συνοδευόμενες συχνά από όνειρα.

Στο πλαίσιο αυτών των διεργασιών, ο εγκέφαλος επιτελεί λειτουργίες «συντήρησης», όπως τον καθαρισμό από τοξικές ουσίες και την ενίσχυση συνάψεων. Εδώ και χρόνια, επίσης, γνωρίζουμε ότι ο ύπνος παίζει σημαντικό ρόλο στην παγίωση των αναμνήσεων, δηλαδή στη μετατροπή των βραχυπρόθεσμων πληροφοριών σε μακροπρόθεσμες.

Όμως η νέα μελέτη αποκαλύπτει κάτι ακόμη πιο εντυπωσιακό: η λειτουργία της μνήμης δεν περιορίζεται μόνο στην εδραίωση των όσων ήδη μάθαμε, αλλά επεκτείνεται και στην προετοιμασία του εγκεφάλου για μελλοντική μάθηση.

Οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στα λεγόμενα ενγράμματα — τα νευρωνικά δίκτυα που συγκρατούν αναμνήσεις και επιτρέπουν την ανάκλησή τους. Καθώς οι μνήμες μας δεν είναι υλικές οντότητες αλλά αφηρημένες εμπειρίες, οι εγγραφές τους στον εγκέφαλο εξαρτώνται από τέτοιες πολύπλοκες νευρωνικές συνδέσεις.

Η νέα μελέτη εντόπισε μια πρωτοεμφανιζόμενη κατηγορία νευρώνων, την οποία οι ερευνητές ονόμασαν «προ-ενγράμματα» (engram-to-be cells). Οι νευρώνες αυτοί δεν είναι ακόμη πλήρως ενεργοί, αλλά εμφανίζουν αυξανόμενο συγχρονισμό στη διάρκεια του ύπνου που ακολουθεί μια μαθησιακή εμπειρία. Το ενδιαφέρον είναι ότι δεν σχετίζονται με τη μνήμη του παρελθόντος, αλλά φαίνεται να προετοιμάζονται για την αποθήκευση νέων αναμνήσεων που θα δημιουργηθούν την επόμενη ημέρα.

Η ομάδα χρησιμοποίησε καινοτόμες τεχνικές απεικόνισης, όπως μικροσκοπία ασβεστίου σε συνδυασμό με επισήμανση ενγραμμάτων, για να παρακολουθήσει τη δραστηριότητα των νευρώνων σε πειραματόζωα (ποντίκια) πριν, κατά τη διάρκεια και μετά τη μάθηση. Μέσω αυτής της μεθόδου, κατέγραψαν πώς συγκεκριμένοι νευρώνες συγχρονίζονται κατά τον ύπνο και στη συνέχεια ενεργοποιούνται όταν το ζώο βιώνει νέα εμπειρία.

Η μελέτη συνοδεύτηκε από τη δημιουργία νευρωνικού μοντέλου, το οποίο προσομοίωνε τη λειτουργία του ιππόκαμπου. Το μοντέλο επέτρεψε στους ερευνητές να αναλύσουν πώς οι συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων και τα πρότυπα ύπνου οδηγούν στη γέννηση των "προ-ενγραμμάτων", επιβεβαιώνοντας ότι πρόκειται για μια σημαντική προσαρμοστική λειτουργία του εγκεφάλου.

Το πιο εντυπωσιακό στοιχείο της μελέτης είναι ότι οι διεργασίες αυτές δεν υποκαθιστούν τη γνωστή λειτουργία παγίωσης των αναμνήσεων, αλλά συμβαίνουν παράλληλα. Ο εγκέφαλος δηλαδή δουλεύει διπλά κατά τη διάρκεια του ύπνου: όχι μόνο για να διατηρήσει το παρελθόν, αλλά και για να προετοιμάσει το μέλλον.

Αυτό το εύρημα ενισχύει τη θεωρία ότι ο ύπνος είναι βασικός πυλώνας της μάθησης και της προσαρμοστικότητας, αποκαλύπτοντας μηχανισμούς που μπορεί στο μέλλον να οδηγήσουν σε νέες τεχνικές ενίσχυσης της μνήμης, ίσως ακόμη και σε θεραπευτικές παρεμβάσεις για άτομα με γνωστικές διαταραχές.

Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέους δρόμους στη μελέτη της μνήμης και της μάθησης και αναδεικνύει τον ύπνο ως ένα από τα πιο πολύπλοκα και δημιουργικά πεδία δραστηριότητας του εγκεφάλου.

[via]