Сон як повторення прожитого дня

Що трапляється, коли ми зрештою засинаємо? Досі ми розмовляли про сон як своєрідний стан «вимкнення». Але в цьому «вимкненому» стані мозок виконує деякі надзвичайно складні дії.

Напевно, ви чули, що в певний момент нашого сну ми входимо в стадію функціонування мозку, яка називається стадією швидкого сну, або швидкого руху очей (ШРО). Під час стадії ШРО частини системи збудження трохи прокидаються. Активність неокортексу зростає, а нейрони в покришці, частині середнього мозку, яка є частиною РАС, також починають спалахувати частіше. Однак, на відміну від процесу пробудження, клітини ВЛПЯ, які сприяють сну, та клітини, котрі паралізують периферичні м’язи, переважно залишаються активними, що вводить мозок у стан квазіпробудження, але переважно в стан сну. Саме в цьому стані сну відбувається дещо дуже особливе в тій частині мозку, котра кодує спогади про події, що ми пережили за день, які називаються епізодичні спогади.

Глибоко в мозку є маленька ділянка, що нагадує формою морського коника й називається гіпокамп. Ми детальніше поговоримо про цю структуру та її стосунок до пам’яті пізніше (у Розділі Х). Зазвичай гіпокамп уважають відповідальним за об’єднання короткочасних спогадів у довгострокові. Також гіпокамп грає значну роль у просторовій навігації (здатності користуватися орієнтирами для з’ясування, як дістатися з пункту А до пункту Б). Поки що нашим найкращим припущенням є те, що під час нашого руху гіпокамп робить це шляхом генерування маленької внутрішньої мапи навколишнього середовища.

Якщо ви вивчатимете електричну активність гіпокампа, то натрапите на групу клітин із дуже захопливою властивістю. Ці нейрони, які називаються просторові клітини, спалахуватимуть щоразу, коли ви опинятиметеся в певній частині простору.

Зазвичай на цьому місці студенти-нейрологи кажуть: «Зачекайте… що-що?»

Імовірно, легше пояснити, що це, за допомогою прикладу. Уявіть, що ви щойно увійшли до приміщення, яке, на вашу думку, є порожньою ванною кімнатою, і зустріли там хижого зомбі в одному куті й гарну, здоровенну сокиру в іншому. Тільки-но ви зайдете у двері, декілька просторових нейронів у вашому гіпокампі почнуть спалахувати, кажучи мозку: «Ми перейшли до південно-центральної частини цієї кімнати». Коли ви побіжете через кімнату туди, де стоїть сокира, почнуть спалахувати інші групи клітин, які є чутливими до вашого розташування в кімнаті. Є клітини, які спалахують, коли ви переміщаєтеся навколо відра для прибирання, котре впало, інші ж спалахують, коли ви перестрибуєте через калюжу води, що натекла зі зламаного унітазу, а ще якісь випромінюють спалахи, коли ви дістаєтеся до кутка, де стоїть сокира.

Ви, мабуть, запитуєте: чому гіпокамп має перейматися тим, де саме ви перебуваєте в кімнаті; хіба ми нещодавно не казали, що гіпокамп — це ділянка у мозку, відповідальна за спогади? Чудове запитання від дуже спостережливого читача! Те, які просторові нейрони та в якому порядку спалахують, надає мозку трохи історії про ваші переміщення місцевістю, де ви перебуваєте, ніби маленький індикатор на мапі у відеогрі, котрий показує, де ви були. Що більше ви вивчаєте кімнату, то краще вдається гіпокампу створити знімок ваших рухів кімнатою. Це надає вам кращого відчуття простору й уявлення, як саме рухатися в цьому місці наступного разу, коли ви тут опинитесь (якщо припустити, що ви залишились живим після цієї близької зустрічі із зомбі в туалеті).

Яке відношення це має до сну? Під час глибшої (хоч і не найглибшої) частини вашого сну ваш мозок повторюватиме цю послідовність активності просторових нейронів як, власне кажучи, спосіб відтворення пригод, що ви мали впродовж дня. Науковці виявили це всередині 1990-х, порівнявши активність просторових нейронів пацюків під час активного стану та сну. Учені побачили, що клітинна активність, зафіксована в той час, коли пацюки розвідували свої клітки, потім повторилася в тій самій послідовності, коли тварини спали.

Скажімо, ви якось примудрилися пережити ту невеличку зустріч із зомбі і вам пощастило трохи пізніше заплющити очі. Поки ви спите, нейрони у вашому гіпокампі відтворюватимуть рухи крізь захоплену зомбі ванну кімнату і, можливо, закріплять ваші спогади про те місце, щоб, перебуваючи там наступного разу, ви краще знали цю злощасну кімнату. Така «закріплена сном пам’ять» є необхідною частиною нормального функціонування пам’яті. Без сну важко кодувати спогади, залежні від гіпокампа (докладніше про це поговоримо пізніше).