Американские ученые выяснили, что недостаток или отсутствие сна могут помешать мозгу сформировать адекватную реакцию на устрашающий стимул. Для этого они провели исследование, в ходе которого участникам показывали цветные карточки, после одной из которых следовал удар током.
Об этом пишут ученые в журнале Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging.
В мозге людей, которые ночью перед экспериментом спали достаточно, префронтальная кора, отвечающая за когнитивные функции, была более активна, чем у тех, кто спал мало или не спал вовсе. У тех, кто спал мало, в свою очередь, больше всего была активна моторная кора, что говорит о повышенном страхе и готовности поскорее избавиться от возможной угрозы. Сформированные во время обучения реакции в дальнейшем также повлияли и на то, как участники встретились со стимулом снова.
Консолидация памяти, то есть переход воспоминаний из кратковременной памяти в долговременную, активно происходит во время сна — и именно поэтому ночной отдых очень важен (по данным исследователей, взрослому человеку достаточно от шести до восьми часов сна ежедневно). Недосып или бессонные ночи вообще, в свою очередь, могут этот процесс нарушить, причем во многом это касается и эффективности обучения, в том числе — эволюционно значимого, например, формирования условной реакции на страх.
Исследователи уже показывали, что у мышей во время сна активны те же нейроны миндалевидного тела и гиппокампа, которые активны во время встречи с устрашающим стимулом наяву. Сейчас Энн Жермэн (Anne Germain) из Питтсбургского университета и ее коллеги решили изучить влияние сна и недосыпа на формирование воспоминаний о страхе у людей. Для этого они провели эксперимент, который проходил в три этапа. Первый этап начался в восемь вечера в лаборатории: всех участников (154 человека в возрасте от 18 до 30 лет) подключили к сомнографу (электроэнцефалографу, электроокулографу и электромиографу) и оставили спать. Утром участников отпустили и попросили вернуться в шесть часов вечера — к началу второго этапа: весь день участникам нельзя было дремать, пить кофе или алкоголь.
Второй этап проходил ночью: для него участников разделили на три группы. Первой группе разрешали спать столько, сколько они обычно спят, второй группе необходимо было сократить количество часов сна в два раза, а третьей не разрешили спать вообще. Третий этап проходил следующим утром, около десяти часов: участникам показывали на экране компьютера карточки с тремя разными цветами, за одной из которых следовал легкий электрический разряд — так участников обучали тому, какого цвета следует опасаться. После этого, вечером того же дня, участникам говорили, что за опасным стимулом больше не следует удара и показывали им его. Весь первый этап эксперимента проходил во время фМРТ: исследователи следили за тем, какие участки мозга активны во время формирования опыта, вспоминания и формирования нового опыта.
Далее ученые сравнили активности разных участков мозга между группами. После прохождения обучения на формирование условного рефлекса в первой группе, участники которой спали всю ночь, больше всего была активна медиальная часть префротальной коры — участки, отвечающие за когнитивные процессы. У участников второй группы, которые спали только половину положенного времени, активнее всего была моторная кора. В то же время, у частников из третьей группы, которые ночью не спали вообще, никакой значимой активности (по сравнению с участниками других групп) ученые не обнаружили (p > 0,05).
Анализ данных, полученных после того, как участников учили, что опасный стимул больше не опасен, указал на активность частей лимбической системы головного мозга — но только в той группе, участники которой всю ночь спали. То же самое наблюдалось и в активности, полученной во время извлечения воспоминаний об опасном стимуле — то есть тогда, когда карточки показывали снова. В двух других группах значимых различий в активности не наблюдалось (p > 0,05).
Исследователи заключили, что недостаток сна и его отсутствие в действительности негативно влияют на формирование воспоминаний об устрашающем стимуле, но это влияние все же отличается. Например, у невыспавшихся людей во время формирования условного рефлекса была больше активна моторная кора: это говорит о большем страхе и готовности побыстрее инициировать реакцию «бей или беги». У людей, которые вовсе не спали, никакой особенной активности не наблюдалось — что означает, что они и вовсе слабо различают устрашающий и безопасный стимул. Сформированные изначально реакции, в свою очередь, влияли на то, как участники — в зависимости от того, сколько они спали ночью, — оценивали уже знакомые стимулы.
Разумеется, память — не единственный когнитивный процесс, для которого важно достаточное количество сна: несколько лет назад ученые показали, что недосып и работа в ночную смену могут увеличить невнимательность людей в пять раз. Кроме того, сон благоприятно влияет и на процесс обучения — по крайней мере, для выспавшегося человека эффективнее работает позитивное подкрепление.
Ранее сообщалось, что американские психологи провели исследование и выяснили, что недосыпание помогает в борьбе с депрессией.
