Память существует в двух формах. Кратковременная память длится порядка нескольких минут, она неустойчива и легко стирается под воздействием внешних факторов. Ее механизм связан с циркуляцией нервных импульсов по замкнутой цепи нейронов. Долговременная память может храниться всю жизнь, в ее образование вовлечены определенные группы генов и синтез белков.

Гипотеза о роли сна в формировании памяти обсуждается уже давно. Нейрофизиологи полагают, что во время сна происходит переход кратковременной памяти в долговременную — этот процесс называют консолидацией. Впрочем, прямых доказательств этого пока нет.

Доказательства на уровне электрической активности мозга — электроэнцефалограммы (ЭЭГ) — получили Мишель Цугаро (Michaël B Zugaro) и его коллеги из Национального центра научных исследований (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS) в Париже. Они обнаружили связь процесса консолидации памяти с комплексами острых волн — это характерный всплеск интенсивных сжатых электрических колебаний в гиппокампе.

Навигация в лабиринте

Ученые работали с лабораторными крысами. Они обучали животных задаче на пространственную память в радиальном лабиринте. В три из восьми рукавов лабиринта помещали вкусную еду. Крысе нужно было запомнить эти три рукава и находить их во время ежедневных сеансов обучения. После каждого сеанса обучения крысы спали в течение часа, и в это время физиологи регистрировали у них электрическую активность в коре и гиппокампе через предварительно вживленные в мозг электроды.

Во время сна в гиппокампе у крыс наблюдались четко выраженные повторяющиеся комплексы острых волн (характерный элемент энцефалограммы). А с одной группой животных ученые поступили следующим образом: заблокировали комплексы острых волн путем электрической стимуляции гиппокампа. Так что данный характерный рисунок электрической активности в гиппокампе исчезал, а ЭЭГ в коре оставалась неизменной. Важно отметить, что такая стимуляция гиппокампа не нарушала сна крыс.

Для контроля биологи стимулировали гиппокамп другой группы крыс, но в таком режиме, что комплексы острых волн оставались незатронутыми. Третью группу они не подвергали никакой стимуляции.

Без острых волн короткая память

Результаты показали, что обе контрольные группы — и без стимуляции, и со стимуляцией — обучались находить еду в радиальном лабиринте одинаково хорошо. А вот та группа, у которой путем стимуляции гиппокампа блокировали комплексы острых волн, заметно отставала от них. Эти крысы делали больше ошибок и гораздо медленнее улучшали свои показатели изо дня в день.

Анализируя результаты обучения, ученые пришли к выводу, что у крыс с заблокированными комплексами острых волн не нарушена рабочая память, а страдает именно переход кратковременной памяти в долговременную. По-видимому, из-за того, что информация в сжатом виде не поступает из гиппокампа в кору.

Ученые говорят, что им впервые удалось заблокировать четко определенный рисунок активности в мозге и получить нарушение памяти. Они считают, что таким образом доказали значение комплексов острых волн в формировании долговременной памяти. А значит, и роль сна в консервации информации для длительного хранения.

Статья о крысах, которых лишили долговременной памяти, опубликована в журнале Nature Neuroscience