מחקר של אוניברסיטת מישיגן מגלה ששינה משפרת את יצירת הזיכרון באמצעות הפעלת נוירונים, בעוד שחוסר שינה פוגע באופן משמעותי בתהליך זה, ומשפיע על שימור הזיכרון לטווח ארוך.
שינה, או היעדרה, משפיעה באופן דרמטי על הנוירונים בהיפוקמפוס.
שני מחקרים מאוניברסיטת מישיגן מראים ששינה חיונית לזיכרון מכיוון שהיא מאפשרת לנוירונים ספציפיים להפעיל מחדש ולהפעיל חוויות חוזרות. חוסר שינה משבש תהליך זה, מה שמוביל לפגיעה בשימור הזיכרון. אפילו השגת השינה אינה משחזרת באופן מלא את ההפעלה מחדש של הזיכרון, מה שמדגיש את התפקיד הקריטי של השינה בגיבוש הזיכרון.
תאר לעצמך שאתה סטודנט, זה שבוע הגמר, ואתה מתכונן למבחן גדול: האם אתה משך כל הלילה או שאתה מקבל קצת מנוחה? כפי שיודע אנשים רבים עם עיניים עצומות שהביטו במבט אטום במבחן, חוסר שינה יכול להקשות בצורה יוצאת דופן על שמירת המידע.
שני מחקרים חדשים מאוניברסיטת מישיגן חושפים מדוע זה ומה קורה בתוך המוח בזמן שינה וחוסר שינה כדי לעזור או לפגוע ביצירת זיכרונות.
נוירונים ספציפיים יכולים להיות מכוונים לגירויים ספציפיים. לדוגמה, לחולדות במבוך יהיו נוירונים שידלקו ברגע שהחיה מגיעה לנקודות ספציפיות במבוך. נוירונים אלה, הנקראים נוירוני מקום, פעילים גם באנשים ועוזרים לאנשים לנווט בסביבתם.
אבל מה קורה בזמן השינה?
"אם הנוירון הזה מגיב במהלך השינה, מה אתה יכול להסיק מכך?" אמר קמרן דיבה, Ph.D., פרופסור חבר להרדמה בבית הספר לרפואה של UM.
מחקר, מסוכם בכתב העת טֶבַע ובהובלת דיבה והסטודנט לתואר שני קורוש מאבודי, Ph.D., מסתכל על נוירונים בהיפוקמפוס, מבנה בצורת סוס ים בעומק המוח המעורב ביצירת זיכרון, וגילה דרך לדמיין את כוונון דפוסי עצב הקשורים מיקום בזמן שחיה ישנה.
התפקיד של אדוות גל חד
סוג של פעילות חשמלית הנקראת אדוות גל חד נובע מההיפוקמפוס כל כמה שניות, על פני תקופה של שעות רבות, במהלך מצבי מנוחה ושינה.
חוקרים הסתקרנו עד כמה האדוות סינכרוניות ועד כמה רחוק הן נוסעות, לכאורה כדי להפיץ מידע מחלק אחד של המוח לאחר.
הירי הללו נחשבים לאפשר לנוירונים ליצור ולעדכן זיכרונות, כולל של מקום.
לצורך המחקר, הצוות מדד את פעילות המוח של חולדה במהלך השינה, לאחר שהחולדה השלימה מבוך חדש.
באמצעות סוג של היסק סטטיסטי שנקרא למידה בייסיאנית, הם הצליחו לראשונה לעקוב אחר אילו נוירונים יגיבו לאילו מקומות במבוך.
"בוא נגיד שנוירון מעדיף פינה מסוימת במבוך. אנו עשויים לראות שנוירון מופעל עם אחרים שמראים העדפה דומה במהלך השינה. אבל לפעמים נוירונים הקשורים לאזורים אחרים עשויים לפעול יחד עם התא הזה. אז ראינו שכאשר החזרנו אותו למבוך, העדפות המיקום של הנוירונים השתנו בהתאם לתאים איתם הם ירו במהלך השינה", אמר דיבה.
השיטה מאפשרת להם לדמיין את הפלסטיות או הסחף הייצוגי של הנוירונים בזמן אמת.
זה גם נותן יותר תמיכה לתיאוריה ארוכת השנים לפיה הפעלה מחדש של נוירונים במהלך השינה היא חלק מהסיבה לשינה חשובה לזיכרונות.
בהתחשב בחשיבות השינה, הצוות של דיבה רצה לבדוק מה קורה במוח בהקשר של חוסר שינה.
השפעת מניעת שינה
במחקר השני, שפורסם גם ב טֶבַעהצוות, בראשות דיבה והסטודנט לתארים מתקדמים לשעבר בפון גירי, Ph.D., השווה את כמות ההפעלה מחדש של נוירונים – שבה הנוירונים במקום שנורו במהלך חקר המבוך יורים שוב באופן ספונטני במנוחה – לבין רצף ההפעלה מחדש שלהם (מכומת כ שידור חוזר), במהלך שינה לעומת במהלך אובדן שינה.
הם גילו שדפוסי הירי של נוירונים המעורבים בהפעלה מחדש והשמעה חוזרת של חווית המבוך היו גבוהים יותר במהלך השינה בהשוואה לתקופת חוסר שינה.
מניעת שינה התכתבה עם שיעור דומה או גבוה יותר של אדוות גל חד, אך גלים בעלי משרעת נמוכים יותר ואדוות כוח נמוכות יותר.
"בכמעט מחצית מהמקרים, לעומת זאת, ההפעלה מחדש של חווית המבוך במהלך אדוות גלים חדים דוכאה לחלוטין במהלך חוסר שינה", אמר דיבה.
כאשר חולדות חסרות שינה הצליחו להדביק את השינה, הוא הוסיף, בעוד שההפעלה מחדש התאוששה מעט, היא מעולם לא תאמה את זו של חולדות שישנו כרגיל. יתר על כן, השידור החוזר נפגם באופן דומה אך לא התאושש כאשר שינה אבודה הוחזרה.
מכיוון שהפעלה מחדש והפעלה חוזרת חשובים לזיכרון, הממצאים מדגימים את ההשפעות המזיקות של חוסר שינה על הזיכרון.
הצוות של דיבה מקווה להמשיך ולבחון את אופי עיבוד הזיכרון במהלך השינה ומדוע צריך להפעיל אותם מחדש ואת ההשפעות של לחץ השינה על הזיכרון.
המחקר מומן על ידי המכון הלאומי לבריאות הנפש והמכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ.
מחברים נוספים כוללים את Hiroyuki Miyawaki, Caleb Kemere, Nathaniel Kinshy, Utku Kaya וטד Abel.
