Известно, что сон необходим для консолидации памяти и превращения кратковременной памяти в долговременную. Оказалось, что основную роль в этом играет не столько длительность, сколько непрерывность сна.

Гипотеза о том, что непрерывный сон требуется для нормальной работы памяти и эффективного обучения, существует давно. Но получить прямые экспериментальные подтверждения этого было довольно трудно. Даже если представить себе самый простой опыт, когда мы будим человека и проверяем, что он запомнил, а что — нет, то будет довольно трудно сказать, из-за чего его память плохо сработала. Из-за прерванного сна? Из-за стресса при пробуждении? Ещё по каким-то причинам? Пробуждение — слишком комплексный процесс, чтобы приписать нарушения в процессах консолидации памяти лишь «прерванному сну».

Но исследователи из Стэнфордского университета (США) сумели поставить изящный эксперимент, с помощью которого удалось получить строгое подтверждение этой гипотезы.

Учёные внедрили в нейроны мыши светочувствительный белок ChR2 (channelrhodopsin-2). Через вживлённые в мозг оптоволоконные имплантаты клетки с белком получали вспышку синего света, который активировал белок, а следом за ним — всю клетку. Это приводило к кратковременному пробуждению мозга, но никаких внешних признаков тому не было: животное не открывало глаза и не вскакивало с места; можно было лишь наблюдать незначительное подёргивание мускулов в момент «пробуждения». Это позволило отсечь физиологические реакции всего организма на полноценное пробуждение.

После сна мышам предлагали поисследовать несколько предметов, среди которых были абсолютно новые и те, с которыми животные уже имели дело. Те мыши, которых не беспокоили во время сна, гораздо большее внимание уделяли новым игрушкам, чем старым. Такое же поведение демонстрировали грызуны, которых «будили» описанным способом каждые две минуты в течение сна. Но если нейроны у мышей активировали каждую минуту, то животные забывали, какие предметы новые, а какие — старые, и каждую игрушку они с одинаковым старанием обнюхивали, пробовали на зуб и пытались с ней играть. Результаты экспериментов учёные опубликовали в журнале PNAS.

Мыши тратят на сон несколько минут за раз, дрозофилы — около получаса, человек — несколько часов. Но, несмотря на такую разницу, у всех животных сон выполняет одну и ту же важную функцию по консолидации памяти. По-видимому, это растянутый во времени процесс, для которого имеет значение не столько длительность, сколько непрерывность. В то же время очевидно, что он разделён на какие-то функциональные этапы, иначе любая — а не только одноминутная — периодичность пробуждений в эксперименте приводила бы к «провалам в памяти». Но какая именно биохимия лежит в основе закрепления памяти в процессе сна, пока что остаётся загадкой.