Когда мы засыпаем, мозг не «выключается», а переключается в режим обработки информации: сортирует и закрепляет свежие воспоминания. Исследование, опубликованное в PNAS, показало, что в этом процессе важную роль играет дыхание — оно помогает синхронизировать мозговые ритмы, отвечающие за долговременную память.
Ученые изучили активность гиппокампа — ключевого центра памяти — у взрослых добровольцев, которым по медицинским показаниям были установлены в мозг глубинные электроды. Одновременно фиксировалось носовое дыхание. Анализ проводился во время фазы медленного сна (REM), когда особенно активно работают три типа мозговых волн, связанных с памятью: медленные волны, сонные веретена и быстрые всплески.
Дыхание во сне связано с памятью
Выяснилось, что медленные волны сна в гиппокампе совпадают по темпу с дыханием: примерно один цикл каждые 3–6 секунд. Исследователи установили направление влияния — ритм дыхания задает ритм нейронной активности, а не наоборот.
Другие ритмы памяти также оказались привязаны к фазам вдоха и выдоха. Быстрые всплески (характеризующиеся быстрой и высокой мозговой активностью, напоминающей состояние бодрствования; в этой фазе происходят самые яркие сновидения, а глаза совершают быстрые движения под веками) чаще возникали в определенные моменты дыхательного цикла, их сила увеличивалась или ослабевала вместе с изменением фазы дыхания. То же наблюдалось и для других типов волн.
Самые «точные» волны — те, что лучше всего совпадали с дыханием — оказывались также наиболее правильно встроенными в общую структуру активности гиппокампа. Прошлые исследования связывали это с более прочным закреплением воспоминаний.
Лучше дышишь — лучше думаешь
Полученные данные позволяют объяснить, почему нарушения дыхания во сне, такие как апноэ, отрицательно влияют на память и обучение. Сбои дыхательного ритма нарушают синхронизацию мозга и могут мешать ночной консолидации информации.
Авторы подчеркивают, что выборка была небольшой и включала пациентов с медицинскими имплантами. Для подтверждения выводов нужны исследования на более широкой выборке. Пока также неизвестно, можно ли улучшить память, намеренно изменяя дыхание во сне.
Тем не менее вывод очевиден: ровное, стабильное дыхание во время сна важно для работы памяти. Поэтому своевременная диагностика нарушений дыхания может оказаться вкладом в сохранение наших воспоминаний — одного из самых ценных ресурсов мозга.