Vai zini, kas notiek mūsu smadzenēs, kad guļam?

Miegā mēs pavadām vidēji vienu trešdaļu no savas dzīves laika. Ko tad smadzenes šai laikā dara?

Izmantojot mākslīgo intelektu un miega laikā dekodējot smadzeņu aktivitāti, zinātnieki Ženēvas universitātē (UNIGE) Šveicē, spēja ielūkoties šajā sarežģītajā procesā. Apvienojot divas metodes - funkcionālo magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (fMRI) un elektroencefalogrāfiju (EEG) -, Ženēvas pētnieku komanda sniedz nebijušus pierādījumus tam, ka dienas laikā smadzenēs apstrādāto informācijas vienību “šķirošana” notiek dziļā miega laikā. Tas nozīmē, ka šajā laikā smadzenes, kas vairs nesaņem ārējos stimulus, var novērtēt visas dienas laikā iegūtās atmiņas, lai saglabātu tikai visnoderīgākās. Lai to izdarītu, tās izveido “iekšējo dialogu” starp dažādiem smadzeņu reģioniem, pastiprināti producējot dopamīnu - atalgojuma saistīšana ar konkrētu informāciju rosina smadzenes to iegaumēt ilgtermiņā. Šie rezultāti, kas atrodami žurnālā Nature Communications, pirmo reizi tik padziļināti ļauj pētniekiem palūkoties uz cilvēka prātu miegā.

Trūkstot zinātniskajai metodoloģijai un rīkiem, kas ļauj tulkot smadzeņu aktivitāti, mūsu miega domu saturs paliek nepieejams. Tomēr mēs zinām, ka miegam ir liela nozīme atmiņu konsolidācijā un emocionālajā vadībā - kad mēs guļam, mūsu smadzenes no jauna aktivizē dienas laikā izveidoto atmiņu “pēdas” jeb nospiedumus un palīdz mums regulēt savas emocijas. “Lai noskaidrotu, kuri smadzeņu reģioni tiek aktivizēti miega laikā, un lai atšifrētu, kā šie reģioni ļauj mums konsolidēt mūsu atmiņas, mēs izstrādājām jaunu zinātnisku rīku, faktiski, dekodētāju, ar kura palīdzību “šķetināt” smadzeņu aktivitāti dziļajā miegā,” skaidro Virdžīnija Sterpeniča (Virginie Sterpenich), laboratorijas pētniece, un Sofija Švarca (Sophie Schwartz), profesore medicīnas zinātnēs. Abas ir šā pētījuma līdzautores. “Īpaši mēs gribējām redzēt, kādā mērā pozitīvām emocijām ir nozīme šajā procesā.”

Dziļā miega laikā hipokamps, smadzeņu deniņu daivas struktūra, kas glabā īslaicīgas pēdējo notikumu pēdas, nosūta atpakaļ smadzeņu garozai informāciju, ko tā saglabājusi dienas laikā. Ir izveidots “dialogs”, kas ļauj konsolidēt atmiņu, vēlreiz “atskaņojot” dienas notikumus un tādējādi nostiprinot saikni starp neironiem.

Lai veiktu eksperimentu, zinātnieku komanda vakarā piestiprināja brīvprātīgo respondentu izlases dalībniekiem MRA elektrodus un lika viņiem spēlēt divas videospēles: sejas atpazīšanas spēli un 3D labirintu, no kura ir jāatrod izeja. Šīs spēles tika izvēlētas, jo tās aktivizē ļoti atšķirīgus smadzeņu reģionus un tāpēc ir vieglāk atšķiramas MRI attēlos. Turklāt spēles tika izspēlētas tā, lai dalībnieki varētu uzvarēt tikai vienā no divām (puse no brīvprātīgajiem uzvarēja vienu un puse otru spēli), lai smadzenes asociētu spēles uzvaru ar pozitīvām emocijām.

Tad brīvprātīgie vienu vai divas stundas gulēja (viena pilna miega cikla garumā) un atkal tika reģistrēta viņu smadzeņu aktivitāte. “Mēs apvienojām EEG, kas mēra miega stāvokli, un funkcionālo MRI, kas ik pēc divām sekundēm uztver smadzeņu aktivitāti, un pēc tam izmantojām mūsu izstrādāto “neironu dekoderi”, lai noteiktu, vai spēles laikā novērotā smadzeņu aktivitāte miega laikā spontāni parādījās atkal,” skaidro Švarca.

Salīdzinot nomoda un miega fāžu MRI skenējumus, zinātnieki konstatēja, ka dziļā miega laikā smadzeņu aktivācijas modeļi bija ļoti līdzīgi tiem, kas tika reģistrēti spēļu izspēles laikā. “Un ļoti skaidri varējām nolasīt, ka smadzenes vēlreiz “izdzīvoja” spēles uzvaru, nevis zaudēto spēli, no jauna aktivizējot reģionus, kas tika izmantoti nomoda laikā. Kas tad notiek, ejot gulēt? Arvien dziļāk slīgstot miegā, pamazām mūsu brīvprātīgie atkal sāka “domāt” par abām spēlēm un lēnām pārfokusējās tikai uz spēli, kuru viņi uzvarēja, līdz ieslīga dziļā miega fāzē," stāsta Sterpeniča.

Pēc divām dienām brīvprātīgie pētījuma dalībnieki piedalījās atmiņas pārbaudē. Šeit atkal izteiktāk tika aktivizēti ar uzvarēto spēli saistītie smadzeņu reģioni. Tādējādi atmiņas, kas saistītas ar atlīdzību jeb atalgojuma centru aktivizāciju, tiek saglabātas veiksmīgāk, ja tās tiek spontāni reaktivizētas miega laikā. Ar šo darbu Ženēvas pētnieku komanda paver jaunas perspektīvas guļošu smadzeņu izpētē.

Arī RigaBrain ® smadzeņu treniņu centra klienti stāsta, ka pēc seansa apmeklējuma uzlabojas atmiņa un miega kvalitāte.