Студенты иногда готовятся к экзаменам всю ночь. Однако исследования показали, что недосыпание вредно для памяти. Теперь нейробиолог Робберт Хавекс из Гронингенского университета обнаружил, что знания, полученные во время недосыпания, не обязательно теряются, их просто трудно вспомнить.

Вместе со своей командой он нашел способ сделать эти "скрытые знания" доступными через несколько дней после обучения во время недосыпания, используя оптогенетические подходы и одобренный людьми препарат против астмы рофлумиласт. Эти результаты были опубликованы в журнале Current Biology.

Хавекс, доцент кафедры нейронауки памяти и сна Гронингенского университета (Нидерланды), и его команда провели обширное исследование того, как депривация сна влияет на процессы памяти. "Ранее мы сосредоточились на поиске способов поддержания процессов памяти во время лишения сна", - говорит Хавекс. Однако в своем последнем исследовании его команда изучала, является ли амнезия в результате депривации сна прямым результатом потери информации или просто вызвана трудностями с извлечением информации.

"Недостаток сна подрывает процессы памяти, но каждый студент знает, что ответ, который ускользнул от него во время экзамена, может всплыть через несколько часов после него. В этом случае информация, на самом деле, хранилась в мозгу, но ее просто было трудно извлечь".

Нейроны в гиппокампе

Для решения этого вопроса Хавекс и его команда использовали оптогенетический подход: с помощью генетических методов они заставили светочувствительный белок (channelrhodopsin) избирательно вырабатываться в нейронах, которые активируются во время обучения. Это позволило вспомнить конкретный опыт, посветив светом на эти клетки. "В наших исследованиях по лишению сна мы применили этот подход к нейронам в гиппокампе - области мозга, где хранится пространственная информация и фактические знания", - говорит Хавекс.

Сначала генетически модифицированным мышам дали задание на пространственное обучение, в ходе которого они должны были выучить расположение отдельных объектов - процесс, который в значительной степени зависит от нейронов в гиппокампе. Через несколько дней мышам нужно было выполнить ту же задачу, но на этот раз с одним объектом, перемещенным в новое место. Мыши, которых лишили сна на несколько часов перед первой сессией, не смогли обнаружить это пространственное изменение, что говорит о том, что они не могут вспомнить первоначальное расположение объектов.

"Однако, когда мы повторно поставили перед ними задачу, активировав светом нейроны гиппокампа, которые первоначально хранили эту информацию, они успешно вспомнили первоначальные местоположения", - говорит Хавекс. "Это показывает, что информация хранилась в гиппокампе во время депривации сна, но не могла быть извлечена без стимуляции".

Проблемы с памятью

На молекулярный путь, запускаемый во время реактивации, также действует препарат рофлумиласт, который используется пациентами с астмой или ХОБЛ.

Хавекс говорит: "Когда мы давали мышам, которые обучались, будучи лишенными сна, рофлумиласт непосредственно перед вторым тестом, они запоминали, точно так же, как и при прямой стимуляции нейронов". Поскольку рофлумиласт уже клинически одобрен для использования у людей и, как известно, проникает в мозг, эти результаты открывают возможности для проверки того, можно ли использовать его для восстановления доступа к "потерянным" воспоминаниям у людей.

Открытие того, что в мозге присутствует больше информации, чем мы предполагали ранее, и что эти "скрытые" воспоминания могут быть снова доступны - по крайней мере, у мышей - открывает всевозможные захватывающие возможности.

"Возможно, с помощью рофлумиласта можно будет стимулировать доступность памяти у людей с возрастными проблемами памяти или ранней стадией болезни Альцгеймера", - говорит Хавекс. "И, возможно, мы сможем реактивировать определенные воспоминания, чтобы сделать их снова доступными для постоянного восстановления, как мы успешно сделали это на мышах".

Если нейроны испытуемого стимулировать препаратом, пока он пытается "пережить" воспоминание или пересмотреть информацию для экзамена, эта информация может закрепиться в мозге более прочно. "Пока это все, конечно, предположения, но время покажет".

В настоящее время Хэвекс не принимает непосредственного участия в подобных исследованиях на людях. "Мой интерес заключается в разгадке молекулярных механизмов, которые лежат в основе всех этих процессов", - объясняет он. "Что делает воспоминания доступными или недоступными? Как рофлумиласт восстанавливает доступ к этим "скрытым" воспоминаниям? Как всегда в науке, решая один вопрос, вы получаете множество новых вопросов бесплатно".