Duelul undelor cerebrale în timpul somnului poate decide dacă șobolanii își amintesc sau uită

Un șobolan adormit poate părea liniștit. Dar în interiorul capului său blănos, nemișcat, un război se înfierbează.

Două tipuri de unde cerebrale se luptă dacă șobolanul își va aminti informații noi sau le va uita, au raportat cercetătorii pe 3 octombrie în Celulă. Detaliile despre această ciocnire ascunsă anterior pot ajuta în cele din urmă să explice modul în care unele amintiri sunt gravate în creierul adormit, în timp ce altele sunt curățate.

Făcând distincția între aceste unde cerebrale care se duelează, noul studiu ajută la reconcilierea unor idei aparent contradictorii, inclusiv modul în care amintirile pot fi întărite (SN: 6/5/14) și slăbită în aceeași etapă de somn (SN: 23/06/11). „Va ajuta la unirea domeniului somnului și al învățării, pentru că toată lumea ajunge să aibă dreptate”, spune neuroștiința Gina Poe de la Universitatea din California, Los Angeles, care nu a fost implicată în studiu.

Cercetătorii conduși de neurologul și neurologul Karunesh Ganguly de la Universitatea din California, San Francisco, i-au învățat pe șobolani să controleze o scurgere mecanică de apă cu nimic altceva decât activitatea lor neuronală. Echipa și-a dat seama curând că succesul șobolanilor cu aceste interfețe creier-calculator depindea în mare măsură de ceva care a venit după antrenament: somnul.

Pentru a studia modul în care noua învățare a fost întărită în timpul somnolei, Ganguly și echipa sa au monitorizat creierul șobolanilor adormiți după ce aceștia s-au exersat să miște gura. Oamenii de știință s-au concentrat pe undele cerebrale care trec peste cortexul motor, partea a creierului care controla scurgerea externă a apei, în timpul somnului non-REM. Această etapă de somn reprezintă de obicei mai mult de jumătate din noaptea unui om adult.

Două tipuri de unde cerebrale au atras interesul echipei. Primele, numite oscilații lente, erau deja suspectate că contribuie la întărirea amintirilor. Și asta au descoperit cercetătorii. Când lumina laser și trucurile genetice au oprit aceste oscilații lente la doar câteva milisecunde după ce au început în timpul somnului, șobolanilor le-a luat mai mult timp să își miște gura folosind creierul după ce s-au trezit. Fără aceste oscilații lente care să treacă prin cortexul motor al unui șobolan care moțenește, informațiile nu s-au stabilit la fel de bine.

Al doilea tip, numit unde delta, a fost de trei până la patru ori mai răspândit decât oscilațiile lente, dar rolul acestor unde a fost un mister. „Ne-am gândit că undele deltă trebuie să facă ceva important, pentru că sunt atât de răspândite”, spune Ganguly.

Oprirea undelor delta a avut efectul opus ca oprirea oscilațiilor lente, au descoperit cercetătorii. Eliminarea undelor delta i-a determinat pe șobolani să se descurce mai bine la sarcina lor după ce s-au trezit, un rezultat care sugerează că undele delta accelerează uitarea. Distincția dintre oscilațiile lente și undele delta a fost neclintită, spune Poe, până acum. „Această lucrare arată cu totul clar că nu numai că sunt diferite, ci au funcții diametral opuse”, spune ea.

Oscilațiile lente ocazionale, împreună cu o explozie de activitate numită ax de somn, pot fi capabile să împiedice efectele de curățare a memoriei ale undelor delta mai răspândite, spune Ganguly. „Oscilațiile lente sunt cu adevărat importante pentru protejarea noilor învățări”, spune el.

Încă necunoscut este modul în care creierul decide ce amintiri să păstreze și pe care să arunce. Prezența unei recompense – fie externă, cum ar fi o linsă de apă pentru un șobolan, fie internă, cum ar fi sentimentul bun pe care o persoană îl primește dintr-o conversație prietenoasă – ar putea fi cheia, bănuiește Ganguly.

Rezultatele ar putea avea în cele din urmă și implicații pentru tratarea persoanelor care învață cum să se miște din nou după accident vascular cerebral. Undele Delta sunt mai frecvente decât de obicei la acești oameni, spune Ganguly.