Учёные из группы под руководством Мадхуры Лотликар опубликовали в журнале PNAS результаты исследования, которое сравнило два способа защитить память после бессонной ночи - короткую физическую нагрузку и продолжительный сон. Оказалось, что оба варианта работают примерно одинаково хорошо, но включают в мозге совершенно разные механизмы.
Зачем мозгу отдых после бессонницы
Способность запоминать конкретные события, время и место их происхождения называется эпизодической памятью - она нужна человеку каждый день, чтобы ориентироваться в происходящем и делать выводы из прошлого опыта. При нехватке сна эта способность заметно ухудшается: ранее было показано, что недосып напрямую нарушает работу нейронных сетей, отвечающих за усвоение новой информации.
Поскольку от хронического недосыпа страдают сменные работники и медики, исследователи давно ищут простые и доступные способы защитить мозг от таких нагрузок. Отдельно было замечено, что даже короткая физическая активность перед обучением заметно улучшает память - и это натолкнуло учёных на мысль, что упражнения могут работать как своего рода буфер, компенсирующий вред от недосыпа.
Как проходил эксперимент
В исследовании участвовали 53 здоровых молодых человека, которых продержали без сна 30 часов подряд. После этого их случайным образом разделили на три группы. Одни в течение 20 минут крутили педали на велотренажёре в умеренно интенсивном темпе, вторые полтора часа спали в тихой затемнённой комнате, а третья, контрольная группа просто сидела на неподвижном велотренажёре те же 20 минут.
Через полчаса после этого все участники прошли тест на память: посмотрели 150 разных изображений и оценили их эмоциональную окраску, чтобы точно удерживать внимание. Спустя три дня участников неожиданно попросили вспомнить, какие из показанных им картинок они уже видели - вперемешку с 75 новыми изображениями.
Что показали результаты
Группы, которые занимались спортом или спали, запомнили заметно больше: 56 и 57 процентов исходных изображений соответственно - против 46 процентов у тех, кто просто сидел без дела. В относительных цифрах это означает почти на четверть лучшую память по сравнению с контрольной группой, причём эффект не объясняется тем, что участники просто чаще отвечали "да" наугад - речь идёт о реальном улучшении запоминания.
Записи электрической активности мозга показали, что тренировка и сон достигают одинакового результата совершенно разными путями. У тех, кто спал, дневной отдых заранее снизил признаки нейронного утомления и давления сна, подготовив мозг к приёму новой информации - именно исходное состояние мозга перед тестом лучше всего предсказывало, насколько хорошо человек запомнит картинки три дня спустя.
У тех, кто занимался спортом, картина была иной: перед самим тестом на память их мозг показывал такие же признаки усталости, как и у контрольной группы. Но в момент появления новой картинки мозг спортсменов включал особые электрические ритмы, связанные с активным обучением и вниманием, - это позволяло эффективно использовать имеющиеся ресурсы без лишних усилий. У невыспавшейся контрольной группы, напротив, мозг пытался компенсировать усталость повышенными усилиями при обработке каждой картинки, но это не помогало - новая информация запоминалась хуже.
Что дальше
Авторы отмечают, что результаты получены в лабораторных условиях после единичного эпизода крайнего недосыпа, что не всегда точно отражает то, с чем сталкиваются сменные работники в реальной жизни. Кроме того, продолжительность тренировки и сна специально не уравнивали - 20 минут активности против полутора часов отдыха - поскольку это ближе к тому, что люди реально могут себе позволить: полуторачасовая тренировка вымотала бы участников физически, а двадцатиминутного сна не хватило бы для восстановления мозга.
В дальнейшем учёные планируют изучить, как оба метода влияют на выполнение специфических профессиональных задач - например, на введение лекарств медсёстрами или контроль полосы движения у водителей грузовиков. Также обсуждается, не даст ли сочетание сна и тренировки ещё больший эффект для уставшего мозга.
