Ритми дихання допомагають зміцнити спогади під час сну

У ритмах і гармоніях симфонічного оркестру є щось водночас захоплююче та втішне, чи не так? Ну, чи знаєте ви, що щось подібне відбувається у вашому мозку, коли ви спите? Виявляється, у нашого мозку є власний маестро – дихання. Подібно до того, як диригент гармонізує оркестр, щоб створити симфонію, дихання синхронізує ритм мозкових хвиль під час сну. Це явище відбувається в гіпокампі – ділянці мозку, яка має вирішальне значення для пам’яті.

Ритми дихання під час сну

Це захоплююче відкриття стало результатом нещодавнього дослідження Northwestern Medicine. Це перший випадок, коли вчені пов’язали ритми дихання під час сну з мозковими хвилями в гіпокампі, відомими як повільні хвилі, веретена та брижі. Старший автор дослідження Крістіна Зелано є професором неврології Файнбергської школи медицини Північно-Західного університету.

«Щоб зміцнити спогади, під час сну в гіпокампі виникають і синхронізуються три особливі нейронні коливання, але вважалося, що вони виникають і зникають у випадковий час», — зазначив професор Зелано. «Ми виявили, що вони координуються ритмами дихання».

Наука за синхронізацією пам’яті

Дослідження показує, що певні мозкові хвилі, які називаються коливаннями гіпокампа, узгоджуються з певними фазами дихального циклу. Ці коливання мають вирішальне значення для організації та зміцнення спогадів. Ендрю Шериф є постдокторантом у лабораторії Зелано та відповідним автором дослідження. Це означає, що ритм вашого дихання під час сну відіграє активну роль у допомозі вашому мозку ефективно зберігати та запам’ятовувати інформацію.

«Консолідація пам’яті залежить від оркестровки мозкових хвиль під час сну, і ми показали, що цей процес точно синхронізується з диханням», — пояснив Шериф.

Це дослідження відкриває нові шляхи для розуміння складного зв’язку між диханням, мозковою активністю та пам’яттю.

Консолідація дихання, сну та пам’яті

Зв’язок між сном і поліпшенням пам’яті не є новим відкриттям. Давньоримський учений Квінтіліон сказав: «Інтервал однієї ночі значно посилить силу пам’яті». Це явище, яке тепер визнано консолідацією пам’яті, включає точну координацію мозкових хвиль у гіпокампі. Шериф поділився особистим прикладом, щоб пояснити, як працює консолідація пам’яті. Під час участі в конференції в Рейк’явіку, Ісландія, йому довелося зорієнтуватися в незнайомому місті.

Після сну він зрозумів, що його орієнтація та розуміння плану міста покращилися. Це покращення сталося тому, що під час сну мозок відтворював і зміцнював досвід і карти, які він сформував раніше. Його гіпокамп, який відповідає за просторову пам’ять, використовував спеціальні мозкові хвилі, щоб обробити та закріпити цю інформацію протягом ночі.

«Гіпокамп відіграє важливу роль у формуванні карти нової території», — сказав Шериф. «Я прокидався і відчував, що маю краще уявлення про місто навколо мене. Цьому сприяли коливання, які відбувалися під час мого сну, які, як ми виявили, координуються диханням».

Наслідки для розладів сну

Результати дослідження мають значні наслідки для людей, які страждають від розладів дихання уві сні, таких як апное уві сні. Погана консолідація пам’яті є однією з багатьох когнітивних проблем, пов’язаних з такими станами.

«Коли ви не спите, ваш мозок страждає, ваше пізнання страждає, ви стаєте туманним», — зазначив Шериф. Він підкреслив зв’язок між порушенням дихання під час сну та серйозними захворюваннями, такими як інсульт, деменція та нейродегенеративні захворювання, такі як хвороба Альцгеймера.

Цікаво, що унікальний ритм дихання під час сну може служити певній меті. «Якщо ви послухаєте, як хтось дихає, ви зможете визначити, коли він спить, оскільки дихання відбувається по-різному, коли ви спите», — сказав Шериф.

«Однією з причин цього може бути те, що дихання виконує ретельне завдання: координує мозкові хвилі, пов’язані з пам’яттю».

Новий рубіж у дослідженні сну

Дослідження підкреслює важливість лікування розладів сну для підтримки когнітивного здоров’я та пам’яті. Шериф наголосив на необхідності лікування людей із порушенням дихання, оскільки покращений сон може мати далекосяжні переваги для загальної роботи мозку. Це дослідження було профінансовано Національним інститутом глухоти та інших комунікаційних розладів і національною науковою премією Рут Л. Кірхштайн. Це чудове дослідження додає новий рівень розуміння складних процесів, які відбуваються під час сну. Розкривши роль дихання в синхронізації мозкових хвиль, північно-західні вчені проклали шлях до нових втручань, спрямованих на покращення пам’яті та когнітивного здоров’я. Дослідження опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.