È stato dimostrato che il sonno svolge un ruolo fondamentale per la nostra salute: dalla riduzione del rischio di obesità e di malattie cardiovascolari al miglioramento della concentrazione e delle prestazioni quotidiane. Un nuovo studio, dell’ University of California San Diego School of Medicine mostra come il sonno può anche aiutare le persone ad apprendere continuamente per tutta la vita. E dimostra che il sonno protegge i ricordi.
Il sonno protegge i ricordi: lo studio
Nello studio sono stati utilizzati modelli computazionali in grado di simulare diversi stati cerebrali, come il sonno e la veglia, al fine di esaminare come il sonno consolida i ricordi appena codificati e previene i danni ai vecchi ricordi.
“Mentre dormiamo il cervello è, in realtà estremamente attivo ed occupato a ripetere ciò che abbiamo imparato durante il giorno. Il sonno aiuta a riorganizzare i ricordi e li presenta nel modo più efficiente. Le nostre scoperte suggeriscono che i ricordi sono dinamici, non statici. In altre parole, i ricordi, anche quelli vecchi, non sono definitivi. Il sonno li aggiorna costantemente”
Secondo Maksim Bazhenov, PhD, autore principale dello studio e professore di medicina alla UC San Diego.
“Prevediamo che durante il ciclo del sonno, sia i vecchi che i nuovi ricordi vengono riprodotti spontaneamente, il che impedisce di dimenticare e aumenta le prestazioni di richiamo”.
Questo il replay della memoria durante il sonno svolge un ruolo protettivo contro l’oblio, permettendo alle stesse popolazioni di neuroni di memorizzare più ricordi interferenti.
“Impariamo molte cose nuove ogni giorno e questi ricordi competono con i vecchi ricordi. Per conservare tutti i ricordi, abbiamo bisogno di dormire”.
Questi risultati potrebbero portare allo sviluppo di nuove tecniche di stimolazione durante il sonno per migliorare la memoria e l’apprendimento. Questo può essere particolarmente importante negli adulti più anziani o nelle persone che hanno difficoltà di apprendimento.
“Mentre il sonno è certamente coinvolto in molte importanti funzioni cerebrali e corporee, potrebbe anche essere fondamentale per rendere possibile quella che chiamiamo intelligenza umana – la capacità di imparare continuamente dall’esperienza, di creare nuove conoscenze e di adattarsi ai cambiamenti del mondo che ci circonda”
ha detto Bazhenov.
Original Research: Open access
“Can sleep protect memories from catastrophic forgetting?” by Oscar C González, Yury Sokolov, Giri P Krishnan, Jean Erik Delanois, Maxim Bazhenov. eLife.
Abstract
Can sleep protect memories from catastrophic forgetting?
Continual learning remains to be an unsolved problem in artificial neural networks. The brain has evolved mechanisms to prevent catastrophic forgetting of old knowledge during new training. Building upon data suggesting importance of sleep in learning and memory, we tested a hypothesis that sleep protects old memories from forgetting. In the thalamocortical model, training a new memory interfered with previously learned old memories leading to degradation and forgetting of the old memory traces. Simulating sleep immediately after new learning reversed the damage and enhanced all memories. We found that when a new memory competed for previously allocated neuronal/synaptic resources, sleep replay changed the synaptic footprint of the old memory to allow overlapping neuronal populations to store multiple memories. Our study predicts that memory storage is dynamic, and sleep enables continual learning by combining consolidation of new memory traces with reconsolidation of old memory traces to minimize interference.
