Хотите научить старую собаку новым трюкам? Попробуйте дать вашему питомцу вздремнуть. Новое исследование показало, что собаки объединяют новые воспоминания во сне, как и люди.
В исследовании использовалась электроэнцефалография (ЭЭГ), методика, которая измеряет электрическую активность в мозге через кожу головы, чтобы отслеживать активность мозга у дремлющих собак. Подобно людям, собаки демонстрировали короткие всплески активности, называемые веретеной сна, во время сна без быстрых движений глаз. Также, как и у людей, частота этих шпинделей сна была связана с тем, насколько хорошо собака сохранила новую информацию, которую она узнала перед сном.
«Это первый случай, когда мы действительно можем показать это на собаке», - сказал соавтор исследования Ивайло Иотчев, докторант Университета им. Этвёша Лоранда в Будапеште, Венгрия.
Шпиндели сна
По словам Иотчева, самое глубокое исследование сна было сосредоточено на людях и грызунах, особенно на мышах и крысах. Он сказал Live Science, что видеть параллели между сном собаки и сном человека интересно, потому что на самом деле собаки более отдаленно связаны с людьми, чем с мышами.
По словам Иотчева, веретена сна также является интересной областью исследований, потому что они связаны с обучением и памятью. Шпиндели сна представляют собой вспышки электрической активности в мозге, которые длятся около полсекунды, с частотой около 12-14 герц у людей. Эти всплески блокируют информацию от таламуса, куска серого вещества в переднем мозге, который служит для передачи сенсорной информации, от попадания в кору для более сложной обработки.
«Когда возникают спящие веретена, мозг защищается от внешней информации, - сказал Иотчев, - что очень важно для консолидации памяти, потому что, когда вы хотите что-то вспомнить, вы не хотите, чтобы это смешивалось с внешней информацией».
Мало что известно об этом процессе у собак, хотя собак иногда используют в качестве медицинских моделей для лечения заболеваний головного мозга человека, особенно эпилепсии. До сих пор, по словам Ичева, исследования ЭЭГ собак были сосредоточены в основном на деятельности всего мозга, например, переходе от сна к бодрствованию. Но шпиндели сна особенно меняются с возрастом, поэтому их понимание может помочь улучшить ветеринарную медицину у пожилых собак и, возможно, выявить, насколько процесс старения в мозге собаки похож на процесс старения в мозге человека, сказал Иотчев.
Новые трюки
Чтобы исследовать веретена сна у собак, исследователи попросили 15 владельцев собак принести их кошек на три отдельных сеанса. Собаки представляли различные породы, от дурака, лабрадора до цвергшнауцера. Все собаки сначала вздремнули, пока исследователи регистрировали исходную активность мозга у собак с помощью ЭЭГ. Затем собак случайным образом распределяли на команды, которые они уже знали на венгерском, или на те же действия, но с незнакомыми английскими словами («сидеть» и «лежать»). Семь собак выполнили практическое задание сначала на венгерском, а затем и на новой тренировке на английском. Восемь завершили действия в обратном порядке.
После каждого сеанса, будь то на венгерском или английском языке, у собак была возможность отключиться, в то время как исследователи регистрировали их активность мозга. По словам Иотчева, увязывание структуры мозговых волн с фактическим обучением было ключевой частью исследования, поэтому после сна собаки, изучающие английские команды, провели еще одну сессию, чтобы показать, насколько хорошо они сохранили обучение.
Исследователи обнаружили, что шпиндели сна у собак выглядят примерно так же, как у людей. Они встречаются вдвое чаще у самок собак, чем у самцов, что соответствует модели, наблюдаемой у людей: у женщин больше спальных веретен, чем у мужчин, благодаря влиянию половых гормонов, сказал Иотчев.
Исследователи обнаружили, что собаки с более частыми шпинделями сна во время сеанса дремоты также лучше учатся, чем собаки с менее частыми шпинделями сна. Опять же, этот результат отслеживается с находками у людей и грызунов.
Люди с депрессией имеют более частые шпиндели сна, чем в среднем, сказал Иотчев, а у людей с шизофренией - меньше. Таким образом, эти всплески активности могут дать представление о сходстве дисфункции мозга у собак и людей. Например, некоторые исследователи используют собак, чтобы попытаться понять синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), сказал Иотчев. Если люди с СДВГ имеют нетипичные веретена сна (и некоторые исследования показывают, что они могут), исследователи хотели бы посмотреть, показывают ли собаки такие же аберрации. Если они это сделают, это будет означать, что одни и те же процессы мозга лежат в основе СДВГ у людей и собак. Если они этого не сделают, собаки не могут быть лучшими моделями для этого расстройства. Иотчев и его команда особенно сосредоточены на связи своих результатов со старением.
«Следующий шаг - мы рассмотрим огромную выборку собак, чтобы увидеть, как веретена сна меняется с возрастом», - сказал он.
Исследователи опубликовали свои выводы 11 октября в открытом доступе в журнале Scientific Reports.
