Somnul ajută la consolidarea amintirilor trecute și la pregătirea creierului pentru învățarea viitoare

Formarea, stocarea și reamintirea amintirilor sunt procese fundamentale care definesc identitatea noastră și modul în care interacționăm cu lumea. La nivel celular, aceste procese se bazează pe neuroni specializați numiți celule engramă – populații neuronale care înmagazinează fizic experiențele noastre și ne permit să le rememorăm ulterior.

Deși somnul este recunoscut de mult timp ca esențial pentru procesarea și consolidarea memoriei, multe dintre mecanismele sale rămân încă neclare. Tradițional, somnul a fost privit ca un proces retroactiv, menit să întărească amintirile existente. Dar ar putea somnul să joace simultan și un rol prospectiv, pregătind creierul pentru noi învățări?

Un nou studiu realizat de o echipă de cercetători din Japonia, condusă de profesorul Kaoru Inokuchi de la Universitatea din Toyama, explorează această întrebare, oferind perspective surprinzătoare asupra modului în care somnul ajută atât la conservarea amintirilor trecute, cât și la pregătirea creierului pentru achiziționarea de informații noi.

Contextul studiului

Cercetarea, publicată în Nature Communications pe 28 aprilie 2025, a fost realizată în colaborare cu:

• Dr. Khaled Ghandour (Universitatea din Toyama)

• Dr. Tatsuya Haga (National Institute of Information and Communications Technology)

• Dr. Noriaki Ohkawa (Dokkyo Medical University)

• Profesor Tomoki Fukai (OIST)

Folosind o tehnologie avansată de imagistică ce combină imagistica calciului în timp real cu etichetarea celulelor engramă, echipa a urmărit activitatea neuronală la șoareci înainte, în timpul și după evenimente de învățare.

Rezultatele principale

Cercetătorii au descoperit două procese paralele care au loc în timpul somnului post-învățare:

• Reactivarea celulelor engramă existente: Confirmând procesul cunoscut de consolidare a amintirilor, aceste celule își reiau activitatea pentru a întări experiențele trecute.

• Activarea celulelor "engram-to-be": O descoperire nouă a fost identificarea unei populații distincte de neuroni, numită engram-to-be, care devine sincronizată în timpul somnului. Ulterior, aceste celule au fost implicate în codificarea unor noi amintiri.

Profesorul Inokuchi explică: „Celulele engram-to-be au arătat o coactivitate crescută cu celulele engramă existente în timpul somnului, sugerând că această interacțiune pregătește rețelele neuronale pentru învățările viitoare.”

Mecanisme implicate

Pentru a înțelege mai bine fenomenul, echipa a dezvoltat un model de rețea neuronală care simulează activitatea hipocampului. Modelul a arătat că:

• Depresia sinaptică și scalarea sinaptică – procese prin care conexiunile dintre neuroni sunt ajustate în timpul somnului – sunt esențiale pentru apariția celulelor engram-to-be.

• Dezactivarea acestor procese a afectat semnificativ pregătirea creierului pentru învățarea ulterioară.

Mai mult, cercetătorii au observat o activare simultană crescută între celulele engramă și cele engram-to-be în timpul somnului, sugerând un transfer sau o coordonare a informațiilor între rețelele neuronale ale trecutului și viitorului.

Implicații și perspective

Aceste descoperiri au implicații majore:

• Calitatea somnului dintre sesiuni de învățare poate influența nu doar cât de bine reținem informațiile deja învățate, ci și cât de bine suntem pregătiți să învățăm lucruri noi ulterior.

• Somnul afectat poate compromite atât consolidarea memoriei, cât și pregătirea cognitivă pentru noi provocări de învățare.

• Intervențiile care modulează activitatea cerebrală în timpul somnului ar putea deveni o strategie viitoare pentru îmbunătățirea memoriei și a performanțelor cognitive.

Profesorul Inokuchi concluzionează: „Dorim ca oamenii să înțeleagă că somnul nu este doar despre odihnă — el joacă un rol crucial în procesarea informațiilor de către creier. Sperăm că aceste rezultate vor încuraja o mai mare apreciere a importanței somnului pentru sănătatea generală.”