Un somn odihnitor este esențial pentru susținerea sistemului imunitar și a funcțiilor organelor. De aproape două decenii, oamenii de știință au înțeles că somnul profund, caracterizat de unde electrice lente și sincronizate în creier, este crucial pentru formarea memoriei. Cu toate acestea, mecanismul exact al acestui proces a rămas un mister până acum. Un nou studiu publicat pe 12 decembrie în Nature Communications arată cum aceste unde lente fac ca neocortexul, zona creierului responsabilă pentru stocarea memoriei pe termen lung, să devină mai receptiv la informații noi.
Drumul memoriilor în creier
Cercetătorii cred că, în timpul somnului, creierul reia evenimentele din timpul zilei pentru a consolida amintirile. Informațiile sunt transferate din hipocamp, unde sunt stocate amintirile pe termen scurt, în neocortex, unde devin amintiri pe termen lung. Acest proces depinde de undele lente – oscilații stabile ale tensiunii electrice din cortex, care apar în timpul somnului profund.
Aceste unde lente pot fi observate printr-un test EEG (electroencefalogramă) și apar atunci când tensiunea electrică din mai mulți neuroni crește și scade simultan, aproximativ o dată pe secundă. „Știam de mulți ani că aceste fluctuații ale tensiunii contribuie la formarea memoriei”, a explicat Jörg Geiger, coautor al studiului și director al Institutului de Neurofiziologie de la Charité Universitätsmedizin Berlin din Germania. „Când somnul profund este amplificat artificial, memoria se îmbunătățește. Dar până acum nu știam ce se întâmplă exact în creier, deoarece este extrem de dificil să studiem fluxurile de informații din creierul uman.”
Studierea țesutului cerebral uman intact
Pentru a rezolva acest mister, echipa de cercetare a folosit mostre rare de țesut cerebral intact de la 45 de pacienți care au suferit intervenții chirurgicale pentru tumori cerebrale sau epilepsie la Centrul Medical Universitar Hamburg-Eppendorf din Germania. Ei au simulat fluctuațiile tensiunii electrice tipice undelor lente și au înregistrat răspunsul celulelor nervoase folosind micropipete de sticlă poziționate cu o precizie de nanometri.
Cercetătorii au utilizat până la zece micropipete simultan, un număr mare pentru tehnica numită multipatch. Aceasta le-a permis să „asculte” comunicarea dintre mai mulți neuroni conectați în neocortex.
Momentul critic pentru formarea memoriei
Studiul a arătat că sinapsele – conexiunile dintre neuroni – sunt cele mai eficiente imediat după ce tensiunea electrică crește de la o valoare scăzută la una ridicată. „În acea scurtă fereastră de timp, cortexul poate fi considerat într-o stare de pregătire crescută”, a explicat Franz Xaver Mittermaier, coautor al studiului și neurofiziolog. „Dacă creierul reia o amintire exact în acel moment, aceasta este transferată în memoria pe termen lung cu o eficiență deosebită.”
Astfel, somnul profund facilitează consolidarea memoriei prin crearea unor scurte perioade de receptivitate sporită în neocortex.
Implicații pentru intervenții terapeutice
Această descoperire oferă direcții promițătoare pentru dezvoltarea unor metode terapeutice care să îmbunătățească memoria. Cercetătorii explorează deja tehnici precum electrostimularea transcraniană și semnalele acustice pentru a influența undele lente în timpul somnului. Aceste metode se bazează momentan pe încercări și erori, dar noile rezultate oferă informații esențiale pentru optimizarea momentului acestor intervenții.
„Descoperirile noastre despre momentul perfect ar putea ajuta în acest sens”, a afirmat Geiger. „Acum, pentru prima dată, putem dezvolta în mod direcționat metode de stimulare care să îmbunătățească formarea memoriei.”
Concluzie
Prin identificarea momentului precis în care formarea memoriei este îmbunătățită în timpul somnului profund, acest studiu avansează înțelegerea rolului somnului în funcțiile cognitive. Aceste descoperiri ar putea deschide calea către tratamente mai eficiente pentru îmbunătățirea memoriei, oferind speranță persoanelor cu tulburări de memorie și extinzând potențialul cercetărilor asupra somnului.
