Utrjevanje kratkoročnih in dolgoročnih spominov poteka v različnih fazah spanja
Ameriška raziskovalna skupina je v nedavni raziskavi, objavljeni v reviji Nature, pokazala, da je velikost zenice v ne-REM fazi spanca povezana z utrditvijo spomina. Prvič so opazili, da se pri miših ob krčenju zenic možgani usmerijo v utrjevanje novih spominov, ob razširitvi pa obdelujejo stare spomine.
Številne predhodne študije so pokazale, da se med spanjem v strukturi globoko pod možgansko skorjo, v hipokampusu, ponovno aktivirajo iste živčne celice oziroma nevroni, ki so bili aktivni ob ustvarjanju vtisa ali izkušnje čez dan. Kaj trenutno vemo o procesu ustvarjanja spominov, predstavi profesor Grega Repovš z Oddelka za psihologijo Filozofske fakultete Univerze v Ljubljani.
Kot smo slišali, spanje igra pomembno vlogo pri procesiranju novopridobljenih informacij ter pri ustvarjanju in utrjevanju dolgotrajnega spomina. Spomini se lahko tvorijo po tem, ko so možgani izpostavljeni novi izkušnji, kar vodi do zapisa nove informacije – spomina. Kaj je konsolidacija spomina in kako poteka, predstavi Repovš.
Spanje torej igra pomembno vlogo pri konsolidaciji spomina. V študiji so raziskovalci postavili dve hipotezi. Po prvi, med raziskovalci doslej najbolj sprejeti hipotezi naj bi se za boljšo utrditev spomini med spanjem reaktivirali naključno. Postavili so tudi alternativno hipotezo, da se spomini morda reaktivirajo v točno določenih fazah spanja. Po njihovo naj bi to preprečevalo, da se novopridobljeni spomini pomešajo s starejšimi.
Da bi alternativno hipotezo preverili, so uporabili metodo hkratnega merjenja aktivnosti hipokampusa in spreminjanja velikosti zenic pri miših. Aktivnost hipokampusa so merili s pomočjo sond, ki snemajo aktivnosti več sto posameznih nevronov. Pri ljudeh in živalih so nihanja zenic občutljiv označevalec sprememb v možganskih stanjih, zato so dober pokazatelj dinamike spanja. Velikost zenic med spanjem so raziskovalci in raziskovalke spremljali s pomočjo kamere in ogledala. Ker miši spijo z odprtimi očmi, je bilo mogoče natančno slediti spremembam velikosti zenic, ko so jih osvetlili s svetlobnim žarkom.
Z merjenjem sprememb velikosti zenice je raziskovalna skupina opazila prej nepoznano delovanje v možganih, povezano z utrditvijo spomina med ne-REM spanjem. Znanstveniki so kompleksno povezavo med velikostjo zenic in utrditvijo spomina preučevali s pomočjo prostorskega učenja miši. Miši so naučili, da so v labirintu poiskale vodo, ki je bila skrita. Po učenju so spale dve uri. Z motenjem spanja v različnih trenutkih so raziskovalci uspeli razčleniti, kaj se dogaja med ne-REM fazo spanja. S svetlobnim žarkom so namreč zmotili aktivnost nevronov le v določeni fazi ne-REM spanca, ko so imele miši zožane zenice. Te motnje so povzročile težave pri utrditvi novih spominov. Tako so miši, ko so se zbudile, potrebovale več časa, da so našle nagrado v labirintu.
Če so znanstveniki motili miši med spanjem v času razširjenih zenic, pa to ni imelo vpliva na uspeh pri iskanju nagrade v labirintu. Avtorji so tako pokazali, da je ponovni priklic nedavnih izkušenj prevladoval v fazi zoženega stanja zenice, medtem ko je ponovni priklic starejših spominov prevladoval med razširjenim stanjem zenice.
Kompleksnost konkretnega eksperimenta komentira Repovš.
Rezultati študije niso neposredno primerljivi med različnimi vrstami. Spanje je pri glodalcih precej preprostejše kot pri ljudeh, saj vključuje le dve glavni fazi – REM spanje, povezano s sanjanjem, in počasnovalovno ne-REM spanje. Pri ljudeh je počasnovalovno spanje precej bolj zapleteno. To spanje poteka v štirih stopnjah, od katerih se v najglobljem stadiju možgani aktivno ukvarjajo z obdelavo in organizacijo spominov.
Rezultate študije in njihovo uporabnost v klinični praksi pri motnjah spomina komentira Repovš.
Chang, H., Tang, W., Wulf, A.M. et al. Sleep microstructure organizes memory replay. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08340-w
Dodaj komentar
Komentiraj