Учиться во сне

Старая гипотеза об укреплении памяти ночью получила первое серьезное подтверждение. Мозг зебровой амадины во сне и вправду многократно прогоняет услышанные накануне песни. Наутро птица способна воспроизвести их самостоятельно. Мозг человека на птичий не похож, но наши речевые центры устроены схожим образом, уверены ученые.

В чтении на ночь заданных по литературе стихов все-таки есть смысл. По крайней мере, если вы – молодая зебровая амадина, только учащаяся петь. Эти маленькие птички давно стали излюбленным объектом для нейробиологов, изучающих свойства памяти. Их трели и песни отлично поддаются дешифровке, а главное – детализированы структуры, отвечающие за формирование и обработку чириканья.

Кроме того, молодые амадины умеют перенимать мелодии у более опытных, но как именно это происходит, до недавнего времени оставалось неизвестным. Сильвиан Шэнк и Даниэль Марголиаш обнаружили, что «запоминание» активно идет во время сна, и, проснувшись, амадины начинают петь уже совсем другую песню.

Гипотеза о том, что ночью мозг обрабатывает все произошедшее за день, для нейробиологов не стала прозрением, но вот доказать ее для млекопитающих с их совершенной нервной системой до сих пор не удается.

Амадины дают косвенное подтверждение этой теории. Несмотря на то что центром высшей нервной деятельности у них является не кора больших полушарий, а полосатые тела, слабо у нас развитые, «речевой аппарат» птиц не сильно отличается от звериного. Как продемонстрировал Марголиаш годом ранее, ствол головного мозга и процессы, протекающие в нем, схожи с млекопитающими. Возможно, это еще один пример конвергентной эволюции.

Практически неразвитая и, следовательно, «молчащая» кора не создает помех для электроэнцефалографии и дает ученым возможность записать электрические потенциалы практически с отдельных нейронов ядра RA, в котором формируются трели.

В том случае, если птичке перед сном давали прослушать запись трели, активность нейронов ядра RA возрастала многократно.

И это при том, что сама амадина спала и не издавала никаких звуков.

Наутро амадина уже воспроизводила песню. Но стоило ученым разобщить нейронную цепь в ядре, отвечающую за «ночное повторение», как все обучение прекратилось.

Тем самым авторы публикации в Nature еще раз подтвердили гипотезу формирования памяти, согласно которой запоминание достигается многократным повторением – «пропусканием нервного импульса через нейронную сеть». При этом происходит упрочнение синапсов – контактов между нейронами. И в следующий раз при той же входящей информации реакция будет совсем другой.

Хотя Марголиаш и Шэнк не стали останавливаться на клеточных и субклеточных механизмах, было бы интересно узнать, с чем связано запоминание у молодых птиц – с включением в цепь новых нейронов, поддерживающих глиальные клетки, несущие изолирующую и модулирующую функции, или работает какой-то другой механизм. Если бы это стало понятным, можно было бы достоверно объяснить разницу в способностях молодого и пожилого мозга, а зная «мишени», даже попытаться вернуть ушедшие с годами способности зубрить стихи, формулы и иностранные языки.

Вторая «отсутствующая» в публикации составляющая – контрольный сигнал. Ученые ограничились песнями, которые действительно вызывают последующую ночную активацию нейронов. Будет ли так происходить со зрительными образами или другими ощущениями, не ясно. Так что принцип, по которому идет отбор сигналов, «достойных внимания», пока остается ведом только Шерлоку Холмсу – который, по его признанию доктору Ватсону, никогда не запоминал ненужную ему информацию.