Согласно новому исследованию Northwestern Medicine, подобно тому, как дирижер координирует работу различных инструментов в оркестре, создавая симфонию, дыхание координирует волны гиппокампа мозга, укрепляя память во время сна.
Это первый случай, когда ритмы дыхания во время сна были связаны с волнами гиппокампа мозга — называемыми медленными волнами, — у людей. Ученые знали, что эти волны связаны с памятью, но их основной драйвер был неизвестен. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Чтобы усилить воспоминания, во время сна в гиппокампе возникают и синхронизируются три особых нейронных колебания, но считалось, что они появляются и исчезают в случайное время», — сказала старший автор исследования Кристина Зелано, профессор неврологии в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета. «Мы обнаружили, что они координируются ритмами дыхания».
Ученые из Northwestern Medicine обнаружили, что колебания гиппокампа происходят в определенные моменты дыхательного цикла, что позволяет предположить, что дыхание является критически важным ритмом для правильной консолидации памяти во время сна.
«Консолидация памяти зависит от координации мозговых волн во время сна, и мы показываем, что этот процесс тесно связан с дыханием», — сказал один из авторов исследования Эндрю Шериф.
Результаты исследования имеют важное значение для изучения нарушений дыхания во время сна, таких как апноэ во сне, которое связано с плохой консолидацией памяти.
У многих были случаи улучшения воспоминаний после ночного сна. Это было отмечено еще в Древнем Риме, когда ученый Квинтиллион писал о «любопытном факте», что «интервал в одну ночь значительно увеличивает силу памяти», говорят авторы исследования. Он описывал то, что мы сейчас называем консолидацией памяти, которая достигается посредством тонко настроенной координации различных мозговых волн в гиппокампе.
«Когда вы спите, ваш мозг активно воспроизводит события, произошедшие с вами в течение дня», — сказал Эндрю Шериф. Он только что вернулся с конференции в Рейкьявике, Исландия, где ему пришлось освоить новый город.
«Гиппокамп играет важную роль в формировании карты новой местности», — сказал Эндрю Шериф. «Я просыпался и чувствовал, что у меня есть лучшее представление о городе вокруг меня. Этому способствовали колебания, которые происходили во время моего сна, и которые, как мы обнаружили, координируются дыханием».
Он отметил, что исследование показывает, что людям с нарушениями дыхания во время сна следует обратиться за лечением.
«Когда вы не спите, ваш мозг страдает, ваше сознание страдает, вы становитесь затуманенным», — сказал Эндрю Шериф. «Мы также знаем, что нарушение дыхания во время сна связано с инсультом, деменцией и нейродегенеративными расстройствами, такими как болезнь Альцгеймера».
«Если вы послушаете, как кто-то дышит, вы, возможно, сможете определить, спит ли он, поскольку во время сна темп дыхания отличается. Одной из причин этого может быть то, что дыхание выполняет сложную задачу: координирует мозговые волны, связанные с памятью».
Дополнительная информация: Эндрю Шериф и др., Дыхание организует синхронизацию колебаний сна в гиппокампе человека, Труды Национальной академии наук (2024). DOI: 10.1073/pnas.2405395121
