Výskumníci z Centra pre vedu o mozgu RIKEN (CBS) zistili, ako sa počas spánku posilňujú vnímané spomienky spojené s pozitívnymi emóciami, ako je radosť alebo šťastie. Štúdia uverejnená v časopise Neuron by mohla pomôcť vedcom pochopiť neurologický základ prekonávania chorôb, ako je drogová alebo sexuálna závislosť.

Ako sa spracovávajú informácie a vytvárajú spomienky

Prečo emocionálne udalosti, či už pozitívne alebo negatívne, vyvolávajú silné a dlhotrvajúce spomienky na vonkajšie informácie, ako sú hudba, vône a textúry vnímané počas týchto udalostí? Vieme, že spánok je nevyhnutný pre konsolidáciu pamäte, teda proces, ktorý mení nové udalosti na spomienky, ale nevieme, akú úlohu zohráva pri posilňovaní pamäte. Experimenty ukázali, že emocionálne udalosti sa môžu spracovávať rôzne v závislosti od fázy spánku, ale stále nie je jasné, ktorá časť spánku je pre ich konsolidáciu dôležitejšia, či spánok REM – obdobie, počas ktorého máme živé sny – alebo spánok mimo REM. Cieľom novej štúdie, ktorú viedol Masanori Murayama z RIKEN CBS, bolo odpovedať na túto otázku.

Výskumníci najprv vytvorili myšie ekvivalenty neutrálnych a emocionálnych udalostí, aby preskúmali, čo robí mozog počas spánku inak, keď ide o emócie. V neutrálnej situácii mohli samce myší v prvý deň experimentu skúmať iba hladkú textúru ako fázu učenia a na druhý deň drážkovanú aj hladkú textúru ako testovaciu fázu. Ak sa im do druhého dňa zachovala v pamäti hladká textúra, uprednostnili skúmanie drážkovanej textúry, ale nie hladkej, pretože myši majú prirodzene rady nové prostredie.

Ak však bola hladká textúra spojená s pozitívnym emocionálnym zážitkom – interakciou s myšou samičkou – pamäť na textúru sa zachovala oveľa dlhšie. Dokonca aj so štvordňovým odstupom myši na piaty deň stále uprednostňovali hladkú textúru, čo dokazuje, že toto experimentálne usporiadanie môže u myší vytvoriť emocionálne posilnenú pamäť na textúru. Ako vysvetľuje Murayama, ide o prvú štúdiu, ktorá preukázala posilnenie dlhodobej pamäte emóciami u laboratórnych zvierat.

Vedci identifikovali amygdalu, emocionálne centrum mozgu, ako kľúč k tomuto procesu. Ako už Murayamova skupina predtým zistila, amygdala je napojená na kortikálny okruh zhora nadol od motorickej po senzorickú kôru, ktorý riadi presné vnímanie a zapamätanie si informácií o textúre. Tento trojregionálny okruh posilňuje spomienky spojené s emóciami. Zobrazovanie mozgu ukázalo, že tieto tri oblasti mozgu boli kooperatívne aktivované počas fáz učenia a reaktivované počas skorého non-REM spánku, ale nie počas REM spánku, aby posilnili pamäť.

Vývoj liečby, ktorá zlepšuje duševné zdravie a poruchy súvisiace s pamäťou

Aby výskumníci otestovali význam reaktivácie v non-REM spánku, dočasne zabránili vstupu amygdaly do motorickej kôry, ktorá vysiela vstup zhora nadol do senzorickej oblasti. Keď to urobili počas non-REM spánku, myši si dokázali uchovať textúrnu pamäť až na piaty deň, a to napriek emocionálnemu zážitku. Naproti tomu blokovanie signálov počas spánku REM nemalo žiadny účinok, čo potvrdzuje, že spánok non-REM je kritickou fázou spánku na posilnenie vnímaných spomienok. „Tradične sa predpokladá, že spánok REM je primárnou fázou pre spracovanie emocionálnej pamäte,“ hovorí Murayama. Zistenia výskumníkov túto myšlienku spochybňujú a namiesto toho podporujú, že rozhodujúcou fázou je spánok non-REM.

Táto štúdia nielen vysvetľuje, ako emócie posilňujú iné typy spomienok (napr. vnímanie), ale poukazuje aj na možné spôsoby liečby porúch, ako je závislosť, pri ktorej sú niekedy príznaky vyvolané vnímanými informáciami v jave nazývanom flashback. Predpokladá sa, že takéto informácie sú silne ukotvené v pamäti v spojení s emocionálnymi udalosťami, ktoré sa odohrali ešte dlho pred týmito epizódami. Moduláciou mozgovej aktivity v amygdale a súvisiacich oblastiach počas non-REM spánku s cieľom oslabiť spomienky, ktoré spúšťajú flashbacky, by lekári mohli potenciálne predchádzať závislosti alebo ju liečiť.

Budúci výskum bude skúmať, ako sa tieto zistenia dajú aplikovať na modely ochorení, ako je strata pamäti súvisiaca s vekom alebo závislosť. „Napríklad bude dôležité preskúmať, či môžeme obnoviť alebo dokonca posilniť spomienky u starších myší,“ hovorí Murayama. „Naším konečným cieľom je využiť tieto poznatky na vývoj liečby, ktorá zlepší duševné zdravie a poruchy súvisiace s pamäťou.“