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 Jest to proces, który ocenia wzajemne powiązania neuronów, zamiast patrzeć na nie oddzielnie. Opiera się na odpalaniu neuronów podczas snu Potem ponownie 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.

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

Badanie zostało opublikowane w Natura.