Ученые из США выяснили, как короткие паузы во время обучения двигательным навыкам облегчают их запоминание. На макаках-резус они показали, что во время таких перерывов реактивируются нейронные ансамбли моторной коры, связанные с задачей.

Эту реактивацию ученые связали с кортикальными пульсациями частотой 80–120 герц. Работа опубликована в журнале Nature. Когда люди изучают двигательные последовательности — например, учатся печатать на клавиатуре, — на первых этапах их производительность увеличивается сильнее всего во время коротких перерывов длинной в несколько десятков секунд. При этом во время самой тренировки производительность растет минимально. МРТ-исследования показали, что во время коротких перерывов нейроны, связанные с задачей, реактивируются. Однако было не ясно, является ли реактивация нейронов причиной или следствием повышения производительности.

Чтобы разобраться в этом, нейробиологи и приматологи во главе с Эмили Нейман (Emily Neiman) из Калифорнийского университета провели эксперименты с макаками-резус (Macaca mulatta). Двум приматам предлагалось последовательно касаться экрана в пяти точках несколько раз подряд, затем делать короткую паузу и повторять снова. Всего было четыре подхода и три паузы между ними. В ходе тренировок и во время пауз активность мозга макак регистрировалась с помощью электродов, имплантированных в моторную кору. Так ученые обнаружили, что нейроны, отвечающие за перемещение запястья от одной цели на экране к другой, вновь активируются во время отдыха — и это приводит к улучшению производительности в каждом следующем подходе.

Однако во время четвертого подхода скачка производительности не наблюдалось, и ученые предположили, что этап быстрого обучения завершился раньше. Анализ активности нейронов моторной коры подтвердил это предположение: нейронные ансамбли, связанные с задачей, реактивировались быстрее во время первого и второго перерыва, чем во время третьего.

Реактивацию нейронов моторной коры ученые связали с пульсациями частотой 80–120 герц в медиальной височной доле. Другой тип сигналов — бета-всплески частотой 13–30 геру — тоже регистрировались во время пауз, однако они отрицательно коррелировали с увеличением производительности. При этом во время третьей паузы вероятность бета-всплесков, напротив, была выше, чем во время первых двух. Ученые пришли к выводу, что пульсации и реактивация нейронов улучшает обучение моторному навыку, а бета-всплески конкурируют с ними, чтобы позже обеспечить стабильную производительность.

Чтобы убедиться, что их выводы верны, исследователи провели эпидуральную стимуляцию нейронов моторной и премоторной коры обезьян. Стимуляция током частотой 20 герц и силой 500 микроампер снизило как скорость реактивации нейронов, так и рост производительности во время перерывов. Исследователи предположили, что стимуляция током другой частоты может, напротив, улучшать обучение, и подтвердили это с помощью модели нейронной сети — но пока не на живом мозге.

https://nplus1.ru/news/2025/01/16/take-a-break-to-remember