Человеческий мозг использует короткие периоды отдыха для укрепления памяти

В исследовании, опубликованном в журнале "Current Biology", группа исследователей из Соединенных Штатов, Швейцарии и Израиля обнаружила, что короткие, ранние и частые перерывы могут помочь нашему мозгу освоить новые навыки.

"Все думают, что вам нужно "практиковаться, практиковаться, практиковаться" при изучении чего-то нового", - говорит соавтор исследования доктор Леонардо Коэн, старший исследователь Национального института неврологических расстройство и инсульта Национального института здоровья США: "Вместо этого, мы обнаружили, что ранний и частый отдых может быть так же важен для обучения, как и практика".

Как и многие ученые, доктор Коэн и его коллеги из Университета Тель-Авива Национального института неврологических расстройств и инсульта, а также Федеральной политехнической школы Лозанны, придерживаются общего убеждения, что наш мозг нуждается в длительных периодах отдыха, таких как хороший ночной сон, чтобы укрепить воспоминания, сформированные во время проработки нового навыка.

Но после изучения мозговых волн, зарегистрированных у здоровых добровольцев в экспериментах по обучению и памяти, они начали подвергать сомнению эту идею.

Волны были зарегистрированы у добровольцев правшей с помощью высокочувствительной техники сканирования, называемой магнитоэнцефалографией. Испытуемые сидели в кресле лицом к экрану компьютера и под длинной конусообразной крышкой для сканирования мозга.

Эксперимент начался, когда им показали серию цифр на экране и попросили набирать цифры левой рукой так быстро, как это возможно в течение 10 секунд; после им давался 10-минутный перерыв; затем испытуемые повторяли цикл испытания, попеременно практикуя набор цифр и отдыхая еще 35 раз.

Как и ожидалось, скорость добровольцев с которой они правильно набирали цифры, значительно улучшилась в течение первых нескольких испытаний и выровнялось примерно на 11-ом цикле. Когда исследователи посмотрели на мозговые волны добровольцев, они увидели что-то интересное.

"Мы заметили, что мозговые волны участников, казалось, изменились намного сильнее во время периодов отдыха, чем во время сеансов набора текста", - говорит ведущий соавтор исследования доктор Марлен Бонструп, доктор медицинских наук, научный сотрудник Национального института неврологических расстройств и инсульта Национального института здоровья: "Это дало мне идею присмотреться, когда на самом деле происходило обучение. Было ли это во время практики или отдыха?".

Повторно проанализировав данные, ученые сделали два ключевых вывода:

Во-первых, они обнаружили, что производительность участников улучшалась в основном во время коротких пауз, а не во время набора текста. Улучшения, сделанные в периоды отдыха, суммировалась с общей прибылью, достигнутой волонтерами в этот день. Более того, эти успехи были намного больше тем, которые наблюдались после возвращения добровольцев к практике на следующий день, когда ученые пытались проверить, может ли именно ранние перерывы играть такую же важную роль в обучении, как сама практика.

Во-вторых, глядя на мозговые волны, авторы исследования обнаружили закономерности активности, позволяющие предположить, что мозг добровольцев консолидировал или укреплял воспоминания во время отдыха. В частности, они обнаружили, что изменения в размере мозговых волн, называемых бета-ритмами, коррелировали с улучшениями, которые добровольцы достигали во время отдыха.

Дальнейший анализ показал, что изменения в бета-колебаниях в основном происходили в правых полушариях мозга добровольцев и вдоль нейронных сетей, соединяющих лобные и теменные доли, которые, как известно, помогают контролировать планирование движений.

Эти изменения произошли только во время перерывов и были единственными моделями мозговых волн, которые коррелировали с производительностью.

"Наши результаты показывают, что может быть важно оптимизировать сроки и конфигурацию интервалов отдыха при проведении реабилитационных процедур у пациентов с инсультом или при обучении игры на пианино у нормальных добровольцев", - говорит доктор Коэн: "Применимы ли эти результаты к другим формам обучения и формирования памяти, вопрос остается открытым".