Обучение во сне: мифы и реальность

Примерно треть своей жизни человек проводит во сне. Многим людям это кажется жутко обидным: три десятка лет просто бездарно проваляться в кровати!

Конечно, ничего плохого в том, чтобы “валяться в кровати”, нет. Сон и отдых нужны организму, чтобы “перезагружаться”, усваивать полученную информацию, давать отдых всем органам, “лечить” поврежденные ткани и так далее. Остановимся на том, что такое сон, чуть подробнее.

Зачем мы спим

Значение сна в жизни любого организма, включая человеческий, сложно переоценить. Что происходит с органами тела во время сна?

• Мозг очищается от токсинов. Согласно одной из теорий, во время сна нейронные клетки, из которых в том числе состоит головной мозг, уменьшаются в размерах. Освободившееся пространство заполняется мозговой жидкостью. Эта жидкость, помимо прочего, является “амортизатором” для мозга, защищая его от возможных механических травм, обеспечивает необходимое внутричерепное давление, а во сне - активно “вымывает” из него продукты мозгового метаболизма. Это, по некоторым данным, предупреждает возникновение болезни Альцгеймера.
• На различных этапах сна происходит восстановление организма. Любой человек, имеющий отношение к спорту, пусть даже любительскому, знает: именно во сне организм занимается восстановлением тканей. Во время силовых тренировок происходит микроразрывы мышечных волокон, которые организм “латает” главным образом во сне, обеспечивая рост мускулов. Похожие процессы происходят и в других органах, которые требуют “лечения”.
• Помимо своего рода самоочистки, во сне мозг также занят очень важным делом. Он переносит информацию из кратковременной памяти в долговременную. Что это означает? Можно представить, что в течение дня мы создали на компьютере несколько новых файлов и записали туда какие-то данные: напечатали текст, нарисовали (или вставили) изображения. Они хранятся “здесь и сейчас”, и мы можем быстро между ними переключаться. С наступлением сна мозг как будто бы нажимает клавиши “Сохранить на диск” и затем “Закрыть”. В результате информация откладывается в постоянное (насколько это возможно) хранилище данных, однако доступ к ней становится чуть более медленным: нужно вспомнить, где именно лежит файл, чтобы открыть нужную папку и затем запустить его. 
• Кроме того, мозг также решает, какие именно данные ему нужны, а от каких можно избавиться и не переносить их из кратковременной памяти в долговременную. А согласно совсем свежим исследованиям, во сне происходит не просто перенос информации, но и ее ранжирование по степени важности для человека. По данным специалистов, на выстраивание иерархии влияют именно личные предпочтения каждого индивида.

Учимся во сне или спим во время учебы?

Что ж, как выяснилось, организм, включая мозг, вовсе не бездействует во время сна. Однако многим людям даже этого оказывается недостаточно, и они начинают задаваться вопросом, который интересует человечество с давних времен: можно ли не просто лежать по ночам в кровати, а заниматься чем-то полезным - например, учиться.

Сейчас, когда стало немного яснее, чем занят мозг во сне, можно попробовать понять, способен ли человек учиться чему-то новому, пока он спит. 

В 2022 году ученые из Университета Суонси (Swansea University) в Великобритании провели эксперимент. Они пригласили несколько десятков людей и попросили их запомнить ряд слов на английском языке и перевод этих слов на валлийский (этот язык распространен в Великобритании наряду с английским и другими языками).

После того как испытуемые получили новую информацию, их делили на две группы. Первая группа, утомленная экспериментом, могла вздремнуть, участникам же второй группы такой возможности не давали. В результате выяснилось, что люди, успевшие поспать после занятий, лучше запомнили новые слова. 

Этот эксперимент достаточно наглядно демонстрирует связь между сном и процессом обучения. Однако можно ли пойти далее и начинать учебу, когда глаза закрыты? Краткий ответ на этот вопрос такой: и да, и нет. Чуть более развернутый: можно, но не всему и не всегда.

Первые попытки

Одним из пионеров методики, которая получила впоследствии название “гипнопедия”, стал живший в 19 веке во Франции маркиз д’Эрве де Сен-Дени. Он интересовался природой сна и сновидений, поэтому в какой-то момент ему пришла в голову идея эксперимента. Она заключалась в том, что он изобразил на листе бумаги красивую женщину, одновременно жуя корень фиалки (или ириса, чей запах напоминает фиалковый). Затем маркиз лег спать, а его помощник положил ему в рот тот же корень, и маркиз во сне увидел тот же образ, что и был на бумаге.

Позднее этот самоучка провел еще несколько подобных опытов: вместо того, чтобы жевать корень, он слушал музыку, ассоциируя с ней нарисованный образ, а затем, когда эта мелодия звучала во время его сна, маркиз видел ту же самую “картинку”. 

Можно ли учиться во сне?

Позднее эксперимент был повторен современными учеными. Испытуемым предлагали запомнить расположение предметов на поле. Первая группа делала это в комнате, наполненной приятным запахом, вторая - находилась в комнате без запахов. После этого обе группы участников эксперимента легли спать, и на первую группу воздействовали тем же запахом, что был в их комнате. После пробуждения члены первой группы продемонстрировали лучшее запоминание расположения предметов.

Другие схожие эксперименты показали, что лучшему усвоению информации способствуют не только запахи, который воздействует во время обучения и затем во время сна, но и звуки. 

Сейчас ученые активно работают над тем, чтобы мягко воздействовать на мозг во время определенных фаз сна, когда происходит обработка и усваивание информации. Для этого к голове человека крепят электрод, позволяющий отслеживать его мозговую активность, и в нужные моменты включают “стимулирующую” музыку. Благодаря этому сон в медленной фазе становится более глубоким, при этом мозговая активность усиливается, показали исследования.

Но все это выглядит как полумеры. А есть ли реальные примеры того, как запоминание информации происходит во сне? Как ни странно, да. Например, в ходе одного исследования испытуемым-курильщикам во сне давали понюхать разные запахи: собственно сигарет, тухлых яиц, несвежей рыбы. 

После пробуждения никто из участников эксперимента ничего не помнил о запахах, однако число выкуренных ими сигарет сократилось уже на следующей неделе. В состоянии бодрствования никаких опытов с этими людьми не проводилось.

В другом эксперименте спящим людям называли слова на вымышленном языке и их “перевод” на родной язык. Например, во сне человек слышал сочетание слов “guga - слон”. После пробуждения его спрашивали, что означает guga, предлагая на выбор несколько вариантов, и те, кто слышал это слово во сне, реже ошибались с выбором.

Наконец, еще один эксперимент касался фазы быстрого сна. В этот период мускулы тела расслаблены практически полностью, активны лишь мышцы глаз. Подключив испытуемых к приборам для энцефалографии, ученые дожидались наступления фазы быстрого сна и проигрывали запись белого шума, в которой имелись вкрапления, выделяющиеся на общем фоне. Впоследствии, в состоянии бодрствования, участники эксперимента могли выделить те же самые звуки на прослушиваемой записи.

А можно больше?

К сожалению, современная наука пока не придумала, как научить человека знанию иностранного языка за несколько ночей. Более того, в некоторых случаях стимуляция мозговой активности во сне мешала архивированию, упорядочиванию и запоминанию новой информации, которую человек получил в течение дня. Исследования в этом направлении ведутся, однако пока что специалисты сходятся в том, что сон играет в процессе обучения совсем другую роль, чем хотелось бы поклонникам различных теорий учебы во сне.

Почему сон важен 

Исследование, в котором приняло участие несколько десятков американских студентов, показало: чем меньше студенты спали в течение семестра, тем хуже были результаты их тестов. 

Ответ на вопрос, почему так происходит, кажется лежащим на поверхности: студенты учатся лучше, когда они не устают ни умственно, ни физически. Однако правда может быть намного сложнее и интереснее.

Что же происходит во сне, что так важно для учебы? Новая информация, полученная в течение дня, сохраняется в области мозга, которая называется гиппокамп. Некоторые ученые предполагают, что, как и большинство центров хранения, гиппокамп имеет ограниченную емкость хранения. Это означает, что если гиппокамп "переполнен", то мы не сможем добавить туда новые знания. В фазе глубокого медленного сна происходит перенос данных из гиппокампа в места их постоянного хранения. В результате освобождается место для новой информации.

Несложно предположить в таком случае, что чем меньше человек спит, тем медленнее очищается его гиппокамп, через который в обязательном порядке должна проходить вся новая информация.

Исследования показали, что даже возможность немного вздремнуть между занятиями сделала студентов более восприимчивыми к получению новой информации, в то время как учащиеся, которые были лишены дневного сна, демонстрировали не столь высокие результаты. 

Таким образом, именно регулярный сон является залогом хорошего запоминания новой информации, способствует более успешному обучению. В то же время те, кто учится по ночам, отказывая себе в драгоценном сне, ничего не выигрывают по сравнению с теми, кто спит - наоборот, только проигрывают. Доказано учеными.