Новорожденный, дремлющий в люльке, носит эластичный чепчик, снабженный более чем 100 мягкими электродами. Раздается низкий звуковой сигнал, и ребенок прищуривается. Рядом ученые наблюдают за неровными линиями, движущимися по экрану компьютера, регистрируя электрическую активность в мозге младенца. Ученые хотят знать, что там происходит, и это крошечное прищуривание говорит о том, что ребенок учился, пока спал.

 

 

Задача новорожденного — узнавать и приспосабливаться ко всему, что его окружает, говорит Уильям Файфер, специалист по неврологии в области развития из Колумбийского университета. Тем не менее, новорожденные проводят около 70 процентов своего времени во сне. Поэтому Файфер и психолог по развитию Аманда Тарулло, которая сейчас работает в Бостонском университете, решили посмотреть, смогут ли они обнаружить обучение происходит, когда младенцы спят.

Исследователи обнаружили, что младенцы, которым всего 1 или 2 дня, могут узнать, что звуковой сигнал предсказывает легкое дуновение воздуха. В конце концов, младенцы моргают, услышав только звук, подобно тому, как знаменитые собаки русского физиолога Ивана Павлова пускали слюни в ответ на определенные звуки, за которыми первоначально следовала еда.

У взрослых важность сна для обучения хорошо известна. Но гораздо меньше известно о том, как сон и обучение взаимодействуют у новорожденных или как эти отношения меняются по мере того, как младенцы становятся дошкольниками.

Дремота особенно озадачивает. Исследования показывают, что она имеют решающее значение для раннего обучения, но большинство детей естественным образом перестают дремать в возрасте от 3 до 5 лет. Никто не знает почему, но появляющееся у исследователей понимание сна и обучения может в конечном итоге помочь родителям, дошкольным учреждениям и политикам принимать решения, которые улучшают здоровье и обучение детей.

 

 

Младенческий сон

Режим сна резко меняется по мере развития детей. Новорожденные спят от 16 до 18 часов в сутки. Сначала они спят случайным образом в течение дня, но примерно к шести месяцам их внутренние часы синхронизируются с циклом день-ночь. Примерно к 12 месяцам младенцы дремлют в основном ночью, с парой дневных снов. Примерно к двум годам большинство детей дремлют всего один раз в день.

Исследования показывают, что дремота важна для обучения младенцев. “Сон имеет решающее значение для раннего усвоения слов”, — говорит Мануэла Фридрих, нейробиолог из Берлинского университета имени Гумбольдта.

В исследовании 2015 года команда Фридриха представила 90 младенцам в возрасте от 9 до 16 месяцев изображения неизвестных предметов — например, предметов, похожих на гантели или игрушки. Во время просмотра каждого изображения дети слышали название объекта — придуманное слово, например, “бофель” или “цузер”. Час или два спустя исследователи снова показали младенцам изображения, либо в паре с “именем” объекта, либо с другим выдуманным словом.

Исследователи изучили записи электроэнцефалограмм (ЭЭГ) в поисках доказательств того, что младенцы установили связь. Предыдущие исследования выявили определенные особенности следа ЭЭГ — например, всплеск напряжения, — которые появляются, когда люди слышат что-то неожиданное. В исследовании Фридриха записи ЭЭГ показали, что дети, которые вздремнули перед тестами, запомнили пары слово-объект, которые они видели ранее.

И не только это, но и младенцы, которые дремали, по-видимому, группировали объекты, которые они изучили, по категориям: когда они видели новые объекты, похожие на те, которые они видели раньше, их активность на ЭЭГ предполагала, что они ожидали ранее выученного слова.

Должен ли ваш ребенок дремать?

В том же исследовании Фридрих и ее коллеги также обнаружили, что способность младенцев распределять объекты по категориям коррелирует с функцией ЭЭГ во время дремоты, называемой веретенами сна: быстрыми всплесками электрической активности. Сонные веретена с более высокой амплитудой — с большими колебаниями напряжения — возникали только у детей, которые научились обобщать слова.

Эти сонные веретена часто сочетаются с медленноволновым сном, определенной частотой медленно колеблющейся активности ЭЭГ. У взрослых медленные волны возникают во время глубокого сна и связаны с консолидацией памяти — процессом, посредством которого кратковременные воспоминания превращаются в более стойкие воспоминания. Но у дети медленнее волны во время дневного сна, чем взрослые.

Дневной сон может помочь детям закрепить воспоминания в то время, когда они усваивают огромное количество важной информации. “Наука, похоже, предполагает, что сон играет уникальную роль в раннем когнитивном развитии», — говорит Симона Гетти, психолог развития из Калифорнийского университета в Дэвисе и соавтор статьи 2020 года в Ежегодном обзоре психологии развития о памяти в развивающемся мозге.

Дневной сон, по-видимому, также помогает детям разобраться в структуре предложений.

Когда когнитивный психолог Ребекка Гомес из Аризонского университета в Тусоне и ее коллеги познакомили 48 15-месячных детей с выдуманным языком, состоящим из таких слов, как “вот вадим джик” и “вот киси джик”, дети, которые дремали, казалось, лучше улавливали закономерности, например, улавливали что первое слово предложения всегда определяет третье слово. Исследователи рассматривают это как шаг к пониманию грамматики.

Почему нужно обращать внимание на привычки сна детей старшего возраста

У детей старшего возраста дневной сон может помочь не только с языком. В исследовании 2020 года Ребекка Спенсер, когнитивный нейробиолог из Массачусетского университета в Амхерсте, и ее аспирантка Санна Локхандвала имитировали обычное дошкольное занятие: время рассказов. Они создали несколько книг, в которых рассказывалась короткая история — например, о дне в зоопарке. В лаборатории сна Спенсера исследователь читал эти книги детям от 3 до 6 лет, показывая по ходу на картинки.

Сразу после прочтения истории исследователи попросили детей расставить по порядку набор картинок из книг. Затем некоторые дети дремали до двух часов, в то время как другие бодрствовали. Исследователи обнаружили, что дети, которые спали, более точно вспоминали порядок событий во втором тесте на память. Эти дети также показали лучшие результаты в том же тесте на следующий день.

Зачем прекращать дремать?

Исследователи обнаружили, что, когда дети, которые регулярно дремлют, пропускают дневной сон, они, как правило, плохо справляются с тестами на память.

Поскольку дети переходят от дневного сна в довольно широком возрастном диапазоне, от 3 до 6 лет, специалист подозревает, что ответ может быть связан с развитием мозга: возможно, в определенный момент мозг каким-то образом меняется, что делает сон менее важным для обучения.

Некоторые доказательства этого получены в результате сотрудничества Спенсера с Трейси Риггинс, специалистом по когнитивной нейробиологии в области развития из Университета Мэриленда в Колледж-Парке. Используя магнитно-резонансную томографию (МРТ) для сканирования мозга детей, они фокусируются на гиппокампе, части мозга, важной для создания новых воспоминаний.

Спенсер и Риггинс выдвигают гипотезу, что развитие гиппокампа способствует переходу от обычного сна. Исследования на лабораторных животных и взрослых людях показывают, что гиппокамп действует как кратковременное хранилище новой информации, полученной во время бодрствования; во время сна эти воспоминания передаются в кору головного мозга для более длительного хранения.

Спенсер сравнивает гиппокамп с ведром. На ранних стадиях развития, когда емкость для хранения воспоминаний невелика, ее приходится чаще опорожнять во время сна. Маленькие дети делают это, дремля. По словам Спенсер, когда маленьких детей, которые привыкли к подгузникам, лишают сна, они забывают много информации. Но по мере развития гиппокампа растет и его потенциал.

Решения для родителей и дошкольных учреждений

Исследователи надеются, что подобные результаты в конечном итоге помогут улучшить образование и сон маленьких детей, а также помогут политикам и родителям принимать более обоснованные решения о дневном сне.

По словам Спенсера, для очень маленьких детей отсутствие дневного сна вредит их когнитивным способностям — они потеряют информацию, которую узнали утром, без дневного сна. Она хотела бы, чтобы родители были более осведомлены о преимуществах дневного сна.

Кэролин Уилк — независимый научный журналист из Чикаго. Эта статья первоначально появилась в журнале Knowable, независимом журналистском издании, выпускающем ежегодные обзоры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *