Zašto je nakon učenja najvažnije - spavati?

Čuli smo to stotinu puta: naspavaj se, odmori se, noć prije ispita moraš spavati barem 6 sati. Iako krizne situacije ne dozvoljavaju miran san, izgleda da bismo ipak morali ostaviti sve i otići u krpe. Nova studija provedena na Medicinskom fakultetu Sveučilišta u New Yorku prvi put donosi fizički dokaz da je nakon učenja jako bitno spavati.

Ta je studija iznijela potvrdu da spavanje nakon učenja potiče rast dendrita, kratkih nastavaka živčanih stanica u mozgu. Preko dendrita odvija se komunikacija među živčanim stanicama te prijenos informacija u sinapsama (mjesto u kojem se impuls prenosi s jedne stanice na drugu). Aktivnost živčanih stanica tijekom dubokog sna ključna je za rast dendrita.

Istraživanja provedena na miševima pomogla su u dokazivanju hipoteze da san potiče utvrđivanje naučenog, a netom zapamćenim činjenicama znatno osnažuje temelje. Naime, detektirane su fizičke promjene u motoričkom korteksu, dijelu mozga odgovornom za voljne kretnje.

Redovno spavanje za bolju memoriju

Prof. dr. sc. Wen-Biao Gan, profesor neuroznanosti i fiziologije te član Instituta za biomolekularnu medicinu, kaže da se odavno znalo da san ima važnu ulogu u učenju, ali dosad nije pronađen fizički mehanizam koji je odgovoran za taj fenomen. Njegovo istraživanje prikazalo je te specifične spojeve na ograncima dendrita koji olakšavaju stvaranje dugoročnog pamćenja.

Na staničnoj razini, za san se ne može reći da je umirujući. Stanice koje rade punom parom dok pamtimo nove stvari ponavljaju naučeno za vrijeme dubokog sna, kad su moždani valovi spori, prestane REM faza, a s njom i sanjanje. Znanstvenici su već prije mislili da se na tom noćnom ponavljanju temelji formuliranje dugoročnog pamćenja i prisjećanje novih podataka, ali nikad nisu pronašli strukturne promjene koje podupiru taj proces.

Da bi lakše pratili što se događa, dr. Gan i kolege koristili su miševe kojima su ugradili gen za ekspresiju flourescentnih proteina u neuronima. Pomoću specijalnog laserskog scanning mikroskopa (LSM), pod kojim proteini flouresciraju, bilo im je lako vidjeti i pratiti rast nastavaka dendrita prije i nakon što su miševi naučili održavati ravnotežu na štapovima koji su se vrtjeli. S vremenom su naučili isto i kad su se vrtjeli brže.
 

 

Neuroni pod LSM, FOTO: berkeley.edu

 

Kad su dokumentirali rast dendrita, počeli su ispitivati utjecaj sna na te fizičke promjene. Dvije grupe miševa su učile, s tim da je jedna grupa učila, a onda spavala sedam sati. Druga je učila isto toliko, ali je ostala budna narednih sedam sati. Usporedba podataka dviju grupa o rastu njihovih dendritičnih nastavaka pokazala je znatno smanjenje rasta kod nenaspavanih miševa.

Isti zadatak, različiti načini učenja

Još jedno zanimljivo otkriće je da vrsta zadatka koju su miševi učili određuje koja će dendritična grana rasti. Također, ako istu stvar uče na različit način, sinapse se stvaraju na različitim granama istog neurona. To je samo daljnji dokaz da učenje potiče vrlo specifične strukturne promjene u mozgu. Primjerice, miševima koji su trčali naprijed stvorili su se drugačiji nastavci nego miševima koji su trčali unatrag, što znači da učenje specifičnog zadatka uzrokuje promjene na specifičnim dijelovima mozga.

– Zamislite stablo na kojem raste lišće (nastavci) na jednoj grani, ali ne i na drugoj. Kad naučimo nešto novo, to je kao da specifična grana prolista. – kaže dr. Gan.

Na kraju eksperimenta prikazali su da se stanice u motoričkom korteksu koje su aktivne dok miševi uče, reaktiviraju tijekom dubokog sna.

Svi ti podaci bitan su uvid u funkcionalnu ulogu neuronskog ponavljanja, procesa u kojem mozak koji spava ponavlja zadatke koje je naučio tijekom dana. Ta je reaktivacija živčanih stanica vrlo bitna za rast njihovih specifičnih spojeva, a samim time i ključna da bismo nešto dobro naučili.