Zadajmy grupie ekspertów proste pytanie: „Czym jest sen?”, a okaże się, że otrzymamy zaskakująco wiele odpowiedzi. Podobnie będzie, gdy zapytamy o to, dlaczego śpimy. Jedni będą mówić o oszczędzaniu energii, porównując sen do stanu hibernacji czy uśpienia. Inni powiedzą, że zapewnia on regenerację komórek, zwłaszcza w mózgu.
Oczekiwanie, że sen służy jednemu celowi, byłoby raczej naiwne. Spójrzmy na usta – odgrywają kluczową rolę podczas jedzenia, picia, oddychania oraz mówienia, nie wspominając o wielu innych, bardziej subtelnych rolach (np. podczas uśmiechania się, całowania; ustami możemy też coś przytrzymać, mogą się nawet przydać w czasie walki). Podobnie sen ma wiele funkcji. Na pierwszy plan wysuwają się jednak te związane z powtarzaniem, reorganizowaniem i utrwalaniem informacji w pamięci po to, byśmy po przebudzeniu mogli je wydobywać i wykorzystywać. Choć przeprowadzono wiele badań nad procesem konsolidacji pamięciowej (patrz słowniczek), dopiero w ostatnich latach lepiej zrozumieliśmy, jaką rolę odgrywa tu sen.
Najpierw hipokamp
W 1924 roku John Jenkins i Karl Dallenbach przeprowadzili badanie o historycznym znaczeniu – przyglądali się zapominaniu bezsensownych sylab po upływie określonego czasu, który osoba spędzała śpiąc (w nocy) lub czuwając (w dzień). Choć w badaniu brały udział tylko dwie osoby, wyniki były klarowne. Zapominanie zwiększało się wraz z upływem czasu spędzonego w stanie czuwania. Gdy jednak badany spał, zapominał znacznie mniej, a w pewnym momencie dodatkowy czas snu nie wiązał się już z dalszym zapominaniem. Autorzy badania uznali, że uzyskane wyniki może wyjaśniać interferencja – gdy czuwamy, w umyśle powstają nowe wspomnienia, które mogą zakłócać te wcześniejsze. Natomiast w czasie snu nie napływają do nas nowe bodźce, co chroni nas przed interferencją.
Czy jednak tylko do tego sprowadza się rola snu – tworzenia takiej pasywnej bariery? Zagadkę tę próbowano rozwikłać przez dziesięciolecia. Pomocne okazało się spojrzenie na sen nie jako pojedyncze zjawisko, ale raczej hierarchię stanów i wydarzeń o określonej strukturze. Na przykład sen w początkowych godzinach ma inne właściwości niż nad ranem. Niedługo po zaśnięciu zwykle zapadamy w sen głęboki, nazywany wolnofalowym. Charakteryzuje się on oscylacjami aktywności bioelektrycznej mózgu o niskiej częstotliwości i wysokiej amplitudzie. Później zakres oscylacji rozszerza się, obejmując również wyższe częstotliwości, występuje też tzw. sen REM, czyli faza, w której najczęściej występują marzenia senne.
Prof. Jan Born, badacz mechanizmów pamięci oraz snu, i jego współpracownicy postanowili sprawdzić, czy sen nocny we wczesnych godzinach oraz sen w późniejszych godzinach tak samo wpływają na zapominanie. Okazało się, że zależy to od rodzaju wspomnień. Wczesny sen sprzyjał szczególnie zapamiętywaniu faktów i skojarzeń, natomiast ten późniejszy pomagał zapamiętywać nowo nabyte umiejętności.
Takich wyników nie da się wyjaśnić, odwołując się do ochrony przed interferencją. Obecnie uważamy, że sen odgrywa aktywną rolę w zachowywaniu wspomnień dzięki konsolidacji pamięciowej.
POLECAMY
Badania dotyczące mechanizmów leżących u podłoża tego procesu wymagają jeszcze bardziej szczegółowego przyjrzenia się snowi. Zwykle mówi się o różnych jego fazach, takich jak sen REM oraz sen wolnofalowy. Podejście to przyniosło wymierne efekty, jednak taki podział wciąż jest zbyt szeroki. Dlatego na przykład prof. Giulio Tononi i prof. Chiara Cirelli, twórcy jednej z kluczowych teorii konsolidacji pamięciowej, koncentrują się na falach z określonego zakresu częstotliwości i ich roli w „odświeżaniu” plastyczności synaps, które dzięki temu są gotowe na kolejny dzień nauki.
Inne podejście, które obecnie wydaje się dominujące, mówiące o tzw. konsolidacji systemowej, opiera się na latach badań nad amnezją i podkreśla kluczową rolę snu w komunikacji różnych obszarów mózgu. Za tworzenie nowych wspomnień i przechowywanie ich przez krótki czas odpowiada hipokamp. Natomiast przechowywanie ich przez dłuższy czas wymaga zbudowania połączeń w korze mózgowej. Aktywność hipokampu podczas snu, polegająca na odtwarzaniu wspomnienia, umożliwia przeniesienie go do kory. Nie dokonuje się to w ciągu jednej nocy, jednak już po tak krótkim czasie – a niekiedy nawet po krótkiej drzemce – widoczne są zmia...
Ten artykuł jest dostępny tylko dla zarejestrowanych użytkowników.
