Na první pohled to vypadá jako dobrá zpráva: i mozek, kterému byl odepřen spánek, stále produkuje nápadné krátké elektrické výboje v hippocampu. Právě hippocampus, hluboko uložená část mozku důležitá pro ukládání epizodických vzpomínek a orientaci v prostoru, se při klidném odpočinku chová, jako by si znovu procházel nedávné zážitky. Nový pokus ale ukázal podstatný rozdíl mezi tím, že mozek vydává správně vypadající signál, a tím, že skutečně zpracovává vzpomínku.
Podle studie zveřejněné v časopise Nature sledoval tým vedený Bapunem Girim a Kamranem Dibou aktivitu neuronů v oblasti CA1 hippocampu u potkanů. Zvířata nejprve prozkoumávala nové bludiště, pak mohla buď přirozeně spát, nebo byla udržována vzhůru. Vědci zaznamenávali mozkovou činnost přibližně 12 hodin, včetně následného zotavovacího spánku. Použili husté křemíkové sondy se 128 kanály, které dovolují současně zachytit signály velkého počtu jednotlivých neuronů i pomalejší elektrické změny v okolní mozkové tkáni.
Klíčovou událostí byly takzvané ostré vlny s rychlými oscilacemi, anglicky sharp-wave ripples. Jde o velmi krátké a synchronizované vzplanutí aktivity neuronů, jež se v hippocampu objevuje hlavně během neaktivního bdění a non-REM spánku. Předchozí výzkumy spojovaly tyto události s reaktivací: neurony, které pracovaly společně při určité zkušenosti, se později opět aktivují ve vzájemně podobném uspořádání. Pokud se navíc jejich aktivita rozvine ve stejném pořadí jako při pohybu bludištěm, mluví se o „přehrávání“ neboli replayi trajektorie.
Právě zde přišlo překvapení. Během nuceného bdění nebyly ostré vlny s rychlými oscilacemi vzácnější; jejich četnost byla podobná nebo dokonce vyšší než při normálním spánku. Neurony tedy nebyly jednoduše vypnuté. Elektrické vlny však měly menší sílu a rychlejší oscilace. Ještě důležitější bylo, že signály nesly mnohem méně použitelné informace o čerstvé zkušenosti. Reaktivace neuronových souborů byla slabší a v některých případech zcela zmizela. Podle materiálu University of Michigan se takové úplné potlačení reaktivace během spánkové deprivace objevilo téměř v polovině sledovaných případů.
Je to podobné, jako kdyby orchestr stále hrál v pravidelných vstupech, ale jednotliví hudebníci už nedodržovali melodii, kterou společně nacvičili. Počet elektrických událostí sám o sobě proto nevypovídá o tom, zda hippocampus opravdu „přepisuje“ novou zkušenost do odolnější podoby. Výzkumníci našli méně významných přehrání souvislé trasy bludiště. Ztratil se tedy nejen obecný otisk nedávné aktivity, ale i uspořádaná sekvence, která odpovídala konkrétnímu pohybu zvířete prostorem.
Zvlášť výmluvná byla část se zotavovacím spánkem. Část reaktivace se po návratu spánku obnovila, ale nedosáhla úrovně pozorované u potkanů, kteří po průchodu bludištěm spali normálně. Přehrávání tras se podle výsledků nevrátilo ani takto částečně. Neznamená to, že jediná probdělá noc u člověka nenapravitelně vymaže vzpomínky: pokus proběhl na potkanech a sledoval přesně vymezený typ prostorového učení. Ukazuje však možný mechanismus, proč ztráta spánku po nové zkušenosti může zhoršit její pozdější vybavení.
Studie také zpřesňuje běžnou představu, že spánek je pro paměť důležitý prostě proto, že mozek během něj „odpočívá“. V hippocampu se naopak odehrává velmi organizovaná práce. Nejde jen o nižší či vyšší množství aktivity, ale o její přesné časování a vztahy mezi neurony. Spánková deprivace v tomto pokusu nezastavila elektrický provoz mozku. Narušila však jeho schopnost proměnit ruch čerstvého zážitku ve znovu přehrávaný, uspořádaný vzorec.
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.