УДК 612.821.7:159.953

Исследование влияния сна на долговременную память

Начев Михаил Светлозаров – студент Тюменского государственного медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Аннотация: Цель исследования: изучить какую роль сон играет в укреплении памяти. Было проведено исследование, изучающее влияние нормального сна на долговременную память у учащихся. Студенты, принимающие участие были случайным образом распределены в зависимости от условий: с наличием сна и отсутствия сна. Испытуемых обучали парно-ассоциативной задаче на декларативную память и контрольной задаче на рабочую память в 9 утра, а тестировали их ночью (через 12 часов) .Другая группа испытуемых тренировалось в 9 часов вечера и их тестировали в 9 часов утра после сна.

Ключевые слова: декларативная память, консолидация, достаточный сон, парно-ассоциативный тест.

Актуальность

Память является важным аспектом жизнедеятельности человека, она участвует в процессе накопления, сохранения и воспроизведения информации. Выделяют два основных типа памяти:

  1. Имплицитная память (процедурная, недекларативная память) – отвечает за приобретение и хранение бессознательных автоматизированных навыков.
  2. Эксплицитная память (или декларативная) – основана на припоминание фактов, например на основе имеющегося опыта, при этом виде памяти информация будет актуализироваться произвольно и сознательно.

На протяжении нескольких лет проводятся исследования влияния сна на долговременную память. Такие исследователи как Сюзанн Дикельманн, Рудольф Фодерхольцер, Джеффри Элленбогена и др. в своих работах поднимают проблему, как качественный сон помогает головному мозгу обрабатывать и запоминать информацию. Любые нарушения сна, связанные как с недосыпом нужного количества часов, так и с серьезными психическими отклонениями, приводят к затруднению запоминания. Авторы считают необходимым изучить какие когнитивные нарушения могут произойти, а так же найти решения по улучшению долговременной памяти человека.

Материалы и методы

Для исследования использовались субъективные методы (студенты университета, 1-5 курсы). Тридцать семь нормальных, здоровых студентов мужского и женского пола в возрасте от семнадцати до двадцати трех лет были случайным образом распределены в зависимости от условий: с наличием сна и отсутствием. Лица с академической неуспеваемостью или ускоренной успеваемостью, а так же с проблемами со сном не были включены. Испытуемые тестировались у себя дома в тихой комнате, без отвлекающих факторов на время обучения и тестирования. Контрольные тестирования проводились в выходные дни.

Всем испытуемым был предложен парно-ассоциативный тест – один из стандартных тестов декларативной памяти (долговременной), который является одним из вариантов исследования опосредованного запоминания [8].Методика представляет собой два набора по 10 пар слов, имеющих разную степень ассоциативной связи. Первый набор пар имеет сильные ассоциативные связи, доминирующие по частоте использовании (например, «лампа – свет», «день – ночь»). Второй набор имеет более слабые ассоциации (например, «цветок – вода»), а также дополни тельную трудность – возможность установления ассоциации первого слова из одной пары со вторым словом другой пары (например, слово «цветок» из пары «цветок вода» могло вызвать ответ «корень» из другой пары «куст корень»). Исследующий зачитывает эти слова, четко отделяя пары паузами. Затем он зачитывает первое слово каждой пары, а обследуемый называет второе слово.

Испытуемые, которые проходили испытание со сном, выучили пары слов в 21:00 (±30 минут) и были протестированы через двенадцать часов после сна. Группа без сна получила те же пары слов в 9:00 (±30 минут) и была проверена на припоминание через двенадцать часов, без промежуточного сна или дремоты.

Контрольное задание на рабочую память проводилось в виде теста «буква-число». Этот метод изучает оперативную память, которая позволяет нам хранить и временно использовать информацию с целью осуществления таких комплексных когнитивных задач, как понимание речи, чтение, применение математических способностей, обучение или рассуждение. Рабочая память является одним из видов кратковременной памяти. Испытуемому читается длинная серия смешанных букв и цифр, а затем испытуемый упорядочивает числа и буквы в порядке возрастания, например читается b3a1, а он должен поставить в следующем порядке:13ab.

Использовались два варианта буквенно-цифровой задачи в случайном порядке. Правильное число оценивалось по парным ассоциативным и буквенно-цифровым тестам.

Оценки памяти были преобразованы в Z-оценки. Сравнения между группами рассчитывали с помощью t-критерия Стьюдента, использовался так же критерий Левена.

Испытуемых предупреждали, что они должны соблюдать обычный прием пищи, примерно за час до изучения парных ассоциатов и за час до тестирования . Кроме того, им необходимо было хорошо выспаться и каждый раз сообщать какой у них был ночной сон по качеству(плохой, хороший, очень хороший ) перед тестированием.

Результаты исследования и обсуждения

Участвовало 19 испытуемых(из которых 10 девушек и 9 юношей) со сном и 18( из них 8 девушек и 10 юношей)- без сна. Тест Левена показал равенство для всех сравнений. Правильное число в контрольной задаче по буквам и цифрам при начальном тестировании составило 6,58 для группы сна и 6,06 для группы без сна (t = (1,54), df (1,35), p = 0,13). Буквенно-цифровая оценка при втором введении составила 6,26 и 6,30 соответственно (t = (-,16), df (1,35), p = 0,88) (Таб. 1). Также не было статистически значимой разницы в производительности каждой группы по буквенно-цифровой задаче (парный критерий Стьюдента, p = 0,32 для группы сна и 0,45 для группы без сна).

Таблица 1. Результаты запоминания по буквено-цифровому и парно-ассоциативному тестированию.

 

Со сном

Без сна

Р

Буквенно-цифровая оценка при начальном тестировании

6.58

6.06

0.14

Буквенно-цифровая оценка при вторичном тестировании

6.26

6.30

0.88

Парно-ассоциативное припоминание после 12 часов

7.37

6.10

0.029

Было обнаружено увеличение долговременной памяти на 20,6% (рис. 1), измеренное числом правильных ответов в тесте парных ассоциаций после сна, по сравнению с группой, которая тестировалась в тот же временной интервал, но без сна (p< 0,029).Правильное для припоминания, было статистически больше для группы сна (7,5) по сравнению с группой без сна (5,9, t = (2,76), df (1,37), p <0,009), увеличение на 32,7%.

 1

Рисунок 1. Сохранение информации в долговременной памяти в зависимости от сна и его отсутствие.

Сон имеет важную роль в консолидации запоминания. Наиболее четко это было показано у студентов по отношению к имплицитной и эксплицитной памяти, следовательно долговременная память улучшается после хорошего и полноценного сна. Декларативная память имеет важную роль в успеваемости на учебе и последующей социализации подростков.

В улучшение памяти важную роль играют фазы сна: REM (фаза быстрого сна) и фаза медленного сна (SWS) [11]. Снижение долговременной памяти связано со снижением медленного сна. Медленный сон увеличивается незадолго до полового созревания, а затем заметно снижается в подростковом возрасте, уменьшаясь более чем на 60% в возрасте от 10 до 20 лет. Работоспособность пожилых людей не улучшается после сна, что позволяет предположить, что укрепление (консолидация)памяти, зависящая от сна, снижается с возрастом. [6]

Дневной сон также может улучшать декларативную память независимо от его времени. При рассмотрении времени сна и циркадных ритмов можно сделать вывод, что сон способствует консолидации памяти независимо от времени суток, в которое он происходит. Однако, при восьмичасовом ночном сне запоминание информации происходит основательнее и быстрее откладывается в долговременную память [2] [3]

У детей количество медленного сна, как и сна в целом, больше, чем у взрослых. Было обнаружено, что декларативная и процедурная память у детей и старших возрастных групп лучше, в связи с достаточным сном. Испытуемых спросили об их сне, и они подтвердили, что у них был хороший ночной сон, состоящий из 8–10 часов. [5]

Большую роль в запоминании информации во время сна играет гиппокамп, где происходит реактивация воспоминаний, что приводит к усилению "следов памяти». Происходит временное или долгосрочное изменение в мозгу, которое представляет что-то, например опыт, хранящееся затем долгое время в памяти. Из этого следует, что специфические нейробиологические процессы, зависящие от сна, непосредственно приводят к закреплению декларативных воспоминаний. Предположено, что как кодирование информации в головном мозге, так и зависимая от сна консолидация памяти задействуют префронтально-гиппокампальные схемы во время сна. [2] [12]

Расстройства переходного возраста часто нарушают сон. От двадцати пяти до сорока процентов студентов имеют нарушения сна, которые могут иметь важное влияние на дневную успеваемость на учебе и последующее социальное функционирование. Нарушения сна еще более распространены у учащихся с психическими расстройствами и отклонениями в развитии. Это может привести к нарушению долговременной памяти. [1] Важно понимать роль нормального сна в консолидации памяти, своевременного выявления нарушений сна, а также его последствий при различных расстройствах, и своевременное назначение соответствующей терапии. [9] [10]

Вывод

Резюмируя все выше изложенное можно сказать, что хороший, включающий в себя все фазы,непрерывный сон, достаточный по времени играет важную роль в запоминании информации, позволяя запомнить ее надолго и в больших размерах. Иными словами, при запоминании значительного объема информации нужно соблюдать режим сна и бодрствования, чтобы улучшить ее сохранение в долговременную память.

Список литературы

  1. Berkman JM : Sleep in children with developmental disabilities// Med Health R I.-2006.-P.94–96.
  2. Diekelmann S, Wilhelm I, Born J : The whats and whens of sleep-dependent memory consolidation. - 2009.
  3. Ellenbogen JM, Payne JD, Stickgold R :The role of sleep in declarative memory consolidation: passive, permissive, active or none?//Curr Opin Neurobiol .-2006.-Р.716–77
  4. Moore M, Meltzer LJ : The sleepy adolescent: causes and consequences of sleepiness in teens//Paediatr Respir Rev- 2009.- Р. 114–120
  5. Ohayon MM, Carskadon MA, Guilleminault C, Vitiello MV :Meta-analysis of quantitative sleep parameters from childhood to old age in healthy individuals: developing normative sleep values across the human lifespan. -2004.
  6. Pace-Schott E, Spencer R (2011) Age-related changes in the cognitive function of sleep.
  7. Prehn-Kristensen A, Goder R, Chirobeja S, Bressmann I, Ferstl R, et al. :Sleep in children enhances preferentially emotional declarative but not procedural memories.-2009.
  8. Wilson R, Bacon L, Kaszniak A, Fox J: The episodic-semantic memory distinction and paired associate learning.-1982.
  9. Детская поведенческая неврология. Т. 2 [Электронный ресурс] / Чарльз Ньокиктьен - М. : Теревинф, 2019.- С.336.
  10. Малышев, В. Г. Особенности психоневрологического статуса ребенка в норме и при патологии : монография / В. Г. Малышев, А. А. Щанкин, Г. И. Щанкина. - 2-е изд., стер. - Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2019- С.246.
  11. Ковальзон, В. М. Основы сомнологии : физиология и нейрохимия цикла "бодрствование-сон" / В. М. Ковальзон - Москва : Лаборатория знаний, 2017- С.274.
  12. Нормальная физиология [Электронный ресурс] / Дегтярев В.П., Сорокина Н.Д. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2019.- С. 480.

Интересная статья? Поделись ей с другими: