Ночной отдых и сон для человеческой памяти - это как вода для человека, и нейробиологи понимают причины. Давайте поймем их и мы!
Львиная доля студентов Жака Тамминена, преподавателя психологии в Королевском университете Холлоуэй, очень стараются в ночь перед экзаменом "загрузить" в голову максимальное количество информации. "Это худшее, что вы можете предпринять", - предупреждает Жак.
Уж кому знать, как ни ему. Тамминен является экспертом в области влияния сна на память, которая необходима, в частности, для обучения иностранным языкам. Обучение во сне - еще один любимый эксперимент, и многие студенты надеются, что во время их сна им дадут прослушать урок, после которого они проснутся, говоря, например, на латыни. Но это, конечно, сказки.
Почему сон - это приоритет для учащихся?
Спать необходимо для усвоения знаний нашим мозгом. В текущем исследовательском проекте Тамминена участники изучают новые слова, а затем бодрствуют всю ночь. Тамминен проводит сравение, как студенты запомнили эти слова через несколько ночей, и далее - спустя неделю.
Даже через пару суток восстанавливающего сна чувствуется существенная разница между тем, как быстро группа "неспящих" вспоминала и употребляла эти слова, и результатами группы студентов, которых сна не лишали.
"Сон действительно является квинтэссенцией процесса обучения, - говорит Жак. - Когда человек спит, его мозг все еще учится, работая самостоятельно. Таким образом, вы не можете получить полноценный эффект от занятий, если все время бодрствуете."
Что происходит в мозге спящего?
В Лаборатории сна Тамминена, в симпатичной комнате с красочным ковриком, кроватью и бабочками из бумаги над постелью установлен аппарат для снятия электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Благодаря электродам, прикрепленным к голове исследуемого, на висящем рядом мониторе можно отслеживать мозговую активность того, над кем проводят эксперимент. Измеряется не только активность в лобной, теменной и височной областях мозга, но и определяется уровень мышечного тонуса через электрод, прикрепленный к подбородку, и оценивается движение глаз.
В коридоре расположена контрольная комната, где исследователи ведут наблюдения, какие части мозга задействованы у участника эксперимента и насколько сильно. Видно, когда испытуемый находится в REM-фазе сна ("быстрого движения глаз"), это показывают графики E1 и E2.
Медленный сон важнее?
Но более важным для нынешнего исследования Тамминена и для усвоения иностранного языка, его грамматики и лексики, является не REM-фаза, а этап глубокого сна, известный как медленный сон (SWS), играющий ключевую роль в формировании и сохранении воспоминаний. При этом происходит взаимодействие различных частей мозга, именно оно является основополагающим в этом процессе. Во время фазы медленного сна гиппокамп, благодаря работе которого происходит быстрое обучение, находится в постоянной связи с новой корой (неокортексом) для запоминания информации на долгий срок.
Гиппокамп кодирует новое слово, но, чтобы по-настоящему это слово осознать, "впитать" и получить возможность использования его в прочих шаблонах, в связях с другими идеями и в ином контексте, необходима работа неокортекса.
Линия передачи информации между гиппокампом и неокортексом пронизана шпинделями сна - особыми "пиками" активности мозга, продолжительность которых составляет не более двух-трех секунд.
«Эти шпиндели каким-то образом связывают новую информацию с уже существующей», - говорит Тамминен. В ходе его эксперимента Жак выяснил, что люди с большим количеством шпинделей сна запоминают больше новых слов.
REM
Существует и иная теория, трактующая, что фаза быстрого сна REM играет важную роль в усвоении нового языка благодаря сновидениям, которые мы видим во время этой фазы. Исследования лаборатории сна и сновидений Канадского университета в Оттаве показали, что мозг студентов, изучающих французский, способен в фазе сновидений устанавливать новые связи с новым языком.
Сновидения - это больше, чем просто "прокручивание" и повторение событий прошедшего дня. В результате экспериментов было доказано, что области мозга, которые отвечают за логику (лобная доля) и эмоции (миндалевидное тело) во сне всячески взаимодействуют, позволяя образовываться новым связям в мозгу. И у студентов, усиленно изучающих новый иностранный язык, фаза быстрого сна была более продолжительной, что дало им больше времени для усвоения изученного материала во сне и лучших результатов в течение дня.
Человеческие биоритмы
У каждого человека есть свой генетический компонент, обеспечивающий этого человека количеством шпинделей сна. Есть также гены, отвечающие за наши внутренние биологические часы, и соблюдение этих циклов необходимо для достижения максимальной эффективности в процессе обучения. Одним словом, если вы – "сова", то в "жаворонка" вас не переделать.
Майкл У. Янг в 2017 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Он создал труд с двумя исследователями-компаньонами, посвященный связи биологических часов и генофонда конкретного человека. Ученый объясняет, что для эффективной работы человека, будь то в школе, на работе или где-либо еще, "то, что вы стремитесь сделать, - это попытаться воссоздать ритмическую среду".
Для человека с наследственным расстройством сна и под влиянием обстоятельств могут стать типичными искаженные модели сна. И нехитрой психотерапией могут послужить плотные занавески ночью или яркий свет в течение дня, чтобы создать максимально близкие условия естественного освещения или ночной темноты.
Сила сна
Роль циркадных ритмов в изучении моделей поведения взрослого человека неоспорима, но в детстве эти ритмы еще более важны.
У детей более медленный сон, чем у взрослых, соответственно, они быстрее обучаются как иностранному языку, так и другим дисциплинам. Ученые сделали вывод, что сон помогает открыть доступ к неявным знаниям (к процедурной памяти) и преобразовать их в явные знания (декларативная память). У взрослых это также срабатывает.
Сон детей помогает им усваивать знания
"Эффект сна более силен в раннем детстве, так как детский мозг получает интенсивное развитие", - говорит Доминик Пети, координатор Канадского общества сна и циркадных ритмов, которая также занималась изучением ночных ритмов у детей. На практике это означает, что дети в течение дня обязательно должны спать, чтобы запомнить все, чему они перед этим научились.
"Анализ дневного сна малышей показывает, что он действительно важен для расширения словарного запаса ребенка, понимания и усвоения значения слов и абстрагирования в процессе изучения языка, - говорит она. - Однако сон важен для памяти и обучения также и взрослого человека на протяжении всей жизни".
Сон обеспечивает доступ к этой информации, при этом еще и различными способами. Это делает мозг более гибким, оптимизируя также его работу при извлечении из этой информации наиболее полезного и важного.
Сон связывает деятельность мозга и наши биоритмы
Фактически сон - это активный процесс укрепления и трансформации памяти, которая оставляет в себе суть, а лишнее отсекает.
И у детей, и у взрослых, изучающих язык, длительный сон вовсе не является признаком лени. Он архиважен для формирования связей мозга и биоритмов.
Итак, попробуем! После интенсивной сессии, например Duolingo, ложитесь спать пораньше. И на следующее утро вы, скорей всего, будете удивлены, насколько много вы знаете нового!
