Ustalenie pory snu po treningu pomaga wyostrzyć zdolności motoryczne

Kiedy uczysz się nowej umiejętności, takiej jak gra na pianinie lub doskonalisz zamach w golfie, prawdopodobnie słyszałeś powiedzenie „praktyka czyni mistrza”. Jednak według nowego badania opublikowanego w czasopiśmie Journal of NeurosciencePora snu może być równie ważna jak sam trening. Naukowcy odkryli, że pamięć motoryczna – sposób zachowywania umiejętności i działań naszego mózgu – nie tylko wzmacnia się z biegiem czasu, ale może zostać znacznie wzmocniona, jeśli trening następuje ściśle po śnie.

Zespół badawczy postanowił zbadać trwającą od dawna debatę w neurobiologii: czy sen odgrywa rolę w utrwalaniu wspomnień motorycznych, czy też proces ten zależy wyłącznie od czasu? Choć od dawna wiadomo, że sen poprawia pamięć deklaratywną – taką, która pomaga nam zapamiętywać fakty i zdarzenia – jego rola w pamięci motorycznej, np. uczenie się nowych umiejętności fizycznych, jest mniej jasna.

Wcześniejsze badania wskazywały, że wspomnienia motoryczne, szczególnie te związane z adaptacją do nowych warunków sensomotorycznych, ulegają konsolidacji w czasie, niezależnie od snu. Jednak w badaniach tych nie wzięto pod uwagę czasu pomiędzy treningiem a snem, co może być czynnikiem krytycznym.

W tym badaniu naukowcy zasugerowali, że wspomnienia kinetyczne rzeczywiście mogą odnieść korzyści ze snu, ale tylko wtedy, gdy sen nastąpi wkrótce po treningu, a pamięć jest wciąż świeża i delikatna. Jeśli hipoteza ta zostanie potwierdzona, będzie to sugerować, że istnieją wspólne mechanizmy konsolidacji różnych typów wspomnień, niezależnie od tego, czy są one związane z uczeniem się faktów, czy opanowywaniem nowych umiejętności.

„Chociaż wiadomo, że sen poprawia świadome zapamiętywanie faktów i wydarzeń, wciąż dyskutuje się o jego roli we wzmacnianiu pamięci o umiejętnościach motorycznych, takich jak jazda na rowerze” – stwierdził autor badania. Waleria della MaggioreDyrektor Laboratorium Fizjologii Działania na Uniwersytecie w Buenos Aires, profesor na Uniwersytecie San Martin i adiunkt na Uniwersytecie McGill.

„Jednak większość badań kwestionujących rolę snu w uczeniu się motorycznym w dużej mierze zignorowała znaczenie odstępu czasu między treningiem a snem jako istotnego czynnika. W naszym badaniu chcieliśmy zbadać bliskość pomiędzy treningiem a czasem snu jako kluczowy czynnik biorąc pod uwagę potencjalny wpływ snu na poprawę protokołów treningowych i rehabilitacyjnych.”

Aby przetestować swoją hipotezę, naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów z udziałem 290 uczestników, z których wszyscy byli praworęczni i nie cierpieli na zaburzenia neurologiczne ani psychiatryczne w przeszłości. Uczestnicy, w wieku około 20–28 lat, zostali rekrutowani ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Buenos Aires. Przed badaniem i w jego trakcie przestrzegali regularnych harmonogramów snu, które monitorowano za pomocą dzienników samodzielnego raportowania.

W badaniu wykorzystano zadanie adaptacji wzrokowo-ruchowej – dobrze ugruntowaną metodę badania adaptacji sensomotorycznej. Uczestnicy musieli poruszać kursorem na ekranie komputera, aby trafić w cel za pomocą joysticka. Sztuczka polegała na tym, że czasami ruch kursora zmieniał się w wyniku rotacji wizualnej, co zmuszało uczestników do dostosowania ruchów dłoni, aby dokładnie trafić w cel. To zadanie pozwoliło naukowcom zmierzyć stopień, w jakim uczestnicy zachowali zdolność przystosowania się do tych zmian – jest to miara pamięci motorycznej.

W pierwszym eksperymencie 111 uczestników podzielono na pięć grup, z których każda była badana w różnych odstępach czasu po treningu, wahających się od 15 minut do dziewięciu godzin. Okresy te nie wpływały na czas snu uczestników, symulując codzienne sytuacje, w których ludzie ćwiczą o różnych porach dnia. Inna grupa uczestników trenowała, a następnie spała, zanim 24 godziny później została poddana testowi.

W drugim eksperymencie badacze starali się zidentyfikować okres największej podatności na konsolidację pamięci, wprowadzając interwencję – kolejne zadanie edukacyjne – aby sprawdzić, jak szybko pamięć motoryczna pogorszyła się w porównaniu z pierwszym zadaniem. Próba 92 uczestników przystosowała się do dwóch przeciwnych cykli światła oddzielonych różnymi okresami czasu, od pięciu minut do 24 godzin, a następnego dnia przeprowadzono test zapamiętywania.

W końcowym eksperymencie naukowcy bezpośrednio przetestowali hipotezę, że sen korzystnie wpływa na pamięć adaptacji sensomotorycznej tylko wtedy, gdy następuje krótko po nauce, w określonym oknie krytycznym. Próbę 74 uczestników podzielono na dwie główne grupy: jedna grupa ćwiczyła zadanie późno w nocy i wkrótce potem kładła się spać, natomiast druga grupa ćwiczyła rano i zasypiała dopiero znacznie później. Obie grupy zostały przetestowane 24 godziny po wstępnym szkoleniu.

Aby kontrolować potencjalne efekty dobowe, badacze dodali także dwie dodatkowe grupy kontrolne: jedną trenowaną wieczorem i badaną rano po przespanej nocy oraz drugą trenowaną rano i badaną wieczorem bez pośredniej fazy snu.

W pierwszym eksperymencie, w którym nie kontrolowano czasu pomiędzy treningiem a snem, nie stwierdzono znaczącej różnicy w zatrzymywaniu pamięci pomiędzy uczestnikami, którzy spali i tymi, którzy nie spali. Odkrycie to było spójne z wcześniejszymi badaniami sugerującymi, że poprawa pamięci motorycznej nie zależy od snu, jeśli trening jest rozłożony na cały dzień.

Jednak drugi eksperyment wykazał, że wspomnienia motoryczne były bardziej delikatne – a zatem bardziej potrzebowały wzmocnienia – w ciągu pierwszej godziny po treningu. W tym czasie wprowadzenie drugiego zadania znacząco utrudniło utrzymanie zadania pierwszego. Odkrycie to uwypukliło krytyczny okres, w którym mózg jest najbardziej podatny na zakłócenia.

Trzeci eksperyment dostarczył najbardziej przekonujących dowodów. Kiedy uczestnicy ćwiczyli tuż przed pójściem spać, ich pamięć była znacznie lepsza – o około 30% – w porównaniu do sytuacji, gdy ćwiczyli, nie śpiąc przez kilka godzin przed snem. Poprawę powiązano ze specyficznymi zmianami w aktywności mózgu podczas snu, w tym zwiększoną gęstością wrzecion snu (krótkie wybuchy aktywności mózgu podczas snu bez szybkich ruchów gałek ocznych) i ich powiązaniem z powolnymi oscylacjami. Zmiany te były szczególnie widoczne w przypadku półkuli przeciwnej do ręki użytej w zadaniu, co sugeruje, że sen aktywnie poprawia pamięć motoryczną poprzez regulację połączeń nerwowych.

„Byliśmy zaskoczeni trwałą poprawą pamięci o około 30% w niezależnie przeszkolonych grupach” – powiedziała Della Maggiore PsyPost. „Z przyjemnością powtórzyliśmy wcześniejsze ustalenia z naszego laboratorium, które wykazały, że sen w szczególności reguluje neuronowe markery konsolidacji pamięci na półkuli przeciwnej do wytrenowanej ręki”.

Konsekwencje tego badania są dalekosiężne. Jeśli czas snu może znacząco poprawić pamięć motoryczną, może to zmienić sposób, w jaki podchodzimy do treningu umiejętności i rehabilitacji. Sportowcy mogą odnieść korzyść z drzemki wkrótce po treningu, a programy rehabilitacji można ulepszyć, dopasowując sesje terapeutyczne do harmonogramu snu pacjentów.

„Ćwiczenie umiejętności ustalania harmonogramu snu może znacząco poprawić zdolność do utrzymania i wykonywania tej umiejętności” – stwierdziła Della Maggiore. „Ta prosta modyfikacja może skutecznie poprawić naukę motoryczną i regenerację w warunkach sportowych i rehabilitacyjnych”.

Chociaż wyniki te są obiecujące, badanie ma pewne ograniczenia, którymi powinny zająć się przyszłe badania. Po pierwsze, zadania związane z uczeniem się motorycznym były ściśle kontrolowane i mogły nie w pełni odzwierciedlać bardziej złożone czynności z życia codziennego. Czas pokaże, czy te same korzyści związane ze snem odnoszą się do umiejętności takich jak gra na instrumencie muzycznym czy ćwiczenia. Ponadto, chociaż w badaniu kontrolowano jakość snu, nie sprawdzano, czy krótkie drzemki mogą mieć podobny efekt jak nocny sen.

„Obecnie opracowujemy badanie, które ma określić, czy nasza praca ma zastosowanie w rzeczywistych działaniach, co będzie miało kluczowe znaczenie dla oceny jej wpływu na przełożenie” – stwierdziła Della Maggiore. „Naszym długoterminowym celem jest ustalenie, czy korzystny wpływ snu rozciąga się na rzeczywiste zadania motoryczne, takie jak uprawianie sportu i korzystanie ze skomplikowanych narzędzi, a także zbadanie jego skuteczności u pacjentów z urazami ruchowymi. Naszym celem jest również ocena, czy krótkie drzemki mogą być korzystne.” „Taki pełny sen. Równolegle opracowujemy monitory snu i urządzenia do noszenia, aby umożliwić spersonalizowane neurointerwencje oparte na danych w warunkach domowych, poza warunkami klinicznymi”.

badanie”,Promowanie snu sprzyja adaptacji czuciowo-ruchowejnapisane przez Agustína Solano, Gonzalo Lernera, Guillerminę Grivę, Alvaro Deleglisa, Pedro Cafaro, Luisa Riquelme, Daniela Péreza Chadę i Valerię della Maggiore.