U nameri da iskoristimo svaki trenutak vremena, često nam se dešavalo da pred važan ispit ili test, umesto da spavamo, noć provodimo ispijajući kafe i energetske napitke, vežbajući, učeći i preslišavajući se, vođeni uverenjem da je to siguran način da više naučimo i učvrstimo svoje znanje.

Upravo suprotno verovanju da je san gubljenje vremena i da će ostajanje do kasno u noć ili nespavanje dan pred ispit dovesti do boljih rezultata, stoje rezultati naučnih istraživanja koji ukazuju na to da je potreba za odmorom tokom noći mnogo važnija nego završavanje domaćeg zadatka ili učenje za test ili ispit. U nastavku ovog teksta pokušaćemo da odgovorimo na sledeća pitanja: zašto je san važan za normalno funkcionisanje, šta se dešava dok spavamo i na koji način san doprinosi efikasnijem učenju?

Šta se dešava u našem mozgu dok spavamo?

Na samom početku priče o spavanju i učenju nameće se pitanje ‒ šta je spavanje? Odgovor na ovo pitanje se sve do pedesetih godina XX veka mogao svesti pod shvatanje da je spavanje pasivan proces koji dovodi do toga da se telo i um „gase” i odmaraju tokom noći. Međutim, danas, zahvaljujući velikom broju istraživanja procesa spavanja znamo da su različiti delovi mozga zapravo veoma aktivni dok spavamo i da je vreme provedeno u spavanju važno za naše uspešno funkcionisanje tokom dana.

Ipak, ovde treba napomenuti da, i pored velikog broja istraživanja, još uvek nisu razjašnjene sve biološke funkcije spavanja i precizni načini na koje san doprinosi našem funkcionisanju. Ono oko čega su naučnici svakako saglasni jeste da se spavanje sastoji iz nekoliko faza, da predstavlja ključnu funkciju organizma koja doprinosi uravnoteženom radu uma i tela, kao i da je ovaj proces u najvećoj meri povezan sa funkcionisanjem mozga.

Ono što nas posebno interesuje kada je reč o procesu spavanja i za čim ovde tragamo jeste ‒ šta se dešava u našem mozgu dok spavamo i kako spavanje doprinosi efikasnijem učenju?

Mali uvod: hipokampus, pamćenje i zaboravljanje

Međutim, pre nego što se dotaknemo prirode međuodnosa učenja i spavanja, potrebno je još pomenuti i na koji način se odvija proces pamćenja i zaboravljanja, tj. koji delovi mozga su važni u tom procesu. Kako bi se proces zaboravljanja predupredio i kako bi se novonaučeni sadžaj zapamtio, potrebno je da informacije iz kratkoročne pređu u dugoročnu memoriju, što se, prema rezultatima naučnih istraživanja, ostvaruje pomoću hipokampusa ‒ dela mozga koji ima ključnu ulogu u funkcionisanju dugoročne memorije (prema Marcu Sh., The benefits of a good night’s sleep).

Ulogu hipokampusa u dugoročnoj memoriji otkrila je još 1950-ih godina Brenda Milner, na osnovu rada sa pacijentom kome je, usled nesrećnog slučaja, hipokampus odstranjen. Nakon odstranjivanja ovog dela mozga, pacijent nije bio u mogućnosti da stvara kratkoročna ni dugoročna sećanja, već samo da uči putem ponavljanja. Slučaj ovog pacijenta zaslužan je za razjašnjavanje uloge hipokampusa u stvaranju dugoročnih sećanja kao što su npr. koncepti i činjenice koje je potrebno naučiti. Na osnovu istraživanja Milnerove i Erika Kandela (1990) mi danas znamo da su čulni podaci zapisani u neuronima kao kratkoročna sećanja i da odatle putuju ka hipokampusu koji ih ojačava i poboljšava. Zahvaljujući fenomenu neuroplastičnosti, nove sinaptičke veze se ostvaruju i omogućuju nove veze između neurona, stvarajući mrežu kojom će podaci biti smeštani u dugoročnu memoriju (prema Sh. Marcu, The benefits of a good night’s sleep).

TED-Ed video-lekcija pod nazivom “Šta se dešava kada se odstrani hipokampus”, na slikovit način pojasniće ulogu ovog dela mozga u kreiranju dugoročne memorije, pogledajte:

Verujemo da je nakon ovog kratkog uvoda uloga hipokampusa u stvaranju dugoročne memorije jasnija i da se sada može postaviti pitanje ‒ Zbog čega neke stvari pamtimo, a neke ne?

Odgovor na ovo pitanje upućuje na rezultate istraživanja po kojima postoje različiti faktori koji utiču na obim i efektivnost pamćenja. Na primer, faktori koji se negativno odražavaju na pamćenje su stres, starenje organizma, nedostatak hormona seratonina, izolovanost i depresija. S druge strane, tu su i oni faktori koji našem mozgu pomažu da uči i pamti – fizička aktivnost, dobra ishrana, kontinuirano učenje i kvalitetan noćni san (prema C. Young, How memories form and how we lose them).

Kako funkcioniše spavanje ‒ šta se dešava u telu i mozgu tokom spavanja?

Dok spavamo, naš mozak prolazi kroz različite faze sna. Naučnici najčešće govore o četiri faze sna, tj. tri ne-REM faze (prve četiri faze sna = tri ne-REM faze) i jednoj REM fazi sna ‒ koje se smenjuju ciklično, na otprilike 90‒110 minuta. Istraživanje procesa spavanja pokazuje da se tokom ovih faza pojavljuju elektro-impulsi, koji se kreću između moždanog stabla, hipokampusa, talamusa i korteksa, koji služe kao uporište stvaranja memorije (prema Sh. Marcu, The benefits of a good night’s sleep). Različite faze sna na različit način utiču na organizam i memoriju ‒ prva, druga, treća i četvrta faza sna (ili ne-REM faze) pripremaju mozak za učenje narednog dana, dok je, na primer, REM faza sna povezana sa zadržavanjem proceduralne memorije.

Dakle, naučnici razlikuju tri ne-REM faze sna, koje se, opet, međusobo razlikuju prema telesnim karakteristikama, ali i moždanim talasima koji se emituju tokom njihovog trajanja.

Prvu ne-REM fazu (ili 1. fazu spavanja), koja traje do 10 minuta, odlikuje lak san, usporavanje disanja, ujednačavanje kucanja srca, kao i spuštanje telesne temperature i pad krvnog pritiska.

Nakon ove, prve faze, stupa ne-REM faza dva (ili 2. faza spavanja), koja obično traje dvadesetak minuta. Tokom nje se usporava telesno funkcionisanje, čime se organizam priprema za dublje faze spavanja, dok mozak počinje da emituje veće talase.

Ne-REM faza tri predstavlja spajanje 3. i 4. faze sna i odnosi se na dubok san. Ova faza počinje 35‒45 minuta nakon faze jedan, odnosno, nakon što osoba utone u san. Ovu fazu odlikuje to što se moždani talasi usporavaju i postaju veći (zbog čega se često naziva „faza sporih talasa” ili „faza Delta talasa”), a osoba koja spava postaje nesvesna zvukova i stimulansa iz spoljašnjeg okruženja. Takođe, tokom ove faze sna dolazi do opuštanja mišića, usporavanja disanja, obnavljanja tkiva i energije, kao i lučenja određenih hormona. Neuroni u mozgu su sinhronizovani i telo otpočinje oporavak. Imuni sistem je obnovljen, mišići i kardiovaskularni sistem se oporavljaju i pozitivno utiču na metabolizam i rast mišića usled fizičke aktivnosti. Ukoliko se osoba probudi tokom ove faze sna, postoji velika šansa da će se osećati dezorijentisano prvih nekoliko minuta upravo zbog dubokog sna i stanja organizma koje nastaje tokom ove faze (prema J-L. Ranaivoarivao, The 4 different stages of sleep). Iz perspektive učenja i pamćenja, ova faza je značajna jer tokom faze sporih talasa sna deklarativna memorija se enkodira u privremeno skladište ‒ u prednji deo hipokampusa. Kroz „dijalog” korteksa i hipokampusa ona je u više navrata reaktivirana i postepeno se prenosi i skladišti u korteks (prema Sh. Marcu, The benefits of a good night’s sleep).

REM faza sna ili „faza brzih pokreta očiju” (Rapid Eye Movement) predstavlja krajnju fazu jednog ciklusa spavanja i javlja se nakon minimum 90 minuta spavanja, a njeno trajanje zavisi od broja ciklusa spavanja, i to tako da prva REM faza obično traje desetak minuta, dok ista faza poslednjeg ciklusa spavanja može trajati i do sat vremena. Tokom ove faze disanje i rad srca postaju ubrzani, dolazi do brzih pokreta očiju (po čemu je faza i dobila ime), mozak je aktivan i često se javljaju snovi. REM faza sna se česno naziva i „paradoksalni san”, jer iako osoba spava, moždani talasi izgledaju kao da je u budnom stanju. Drugi aspekt ove kontradiktornosti se odnosi na to da je većina mišića paralizovana iako mozak pokazuje pojačanu aktivnost (prema J-L. Ranaivoarivao, The 4 different stages of sleep).

Kada govorimo o pamćenju i učenju, u REM fazi mozak praktično ponavlja, reprodukuje sve što se desilo prethodnog dana i povezuje ono što smo naučili. Tokom procesa učenja, sinapse u mozgu su aktivirane oko određenih obrazaca. Tokom noći se ti obrasci iznova i iznova aktiviraju i tako učvršćuju promene koje nastaju. Takođe, postoji veliki broj detalja koje mozak pamti tokom prethodnog dana, a koji mu nisu potrebni, i koje mozak tokom REM faze „čisti” da bi napravio prostor za novo učenje narednog dana (prema: K. Schwartz,Why Sleeping May Be More Important Than Studying).

Rekuperacija mozga se odvija samo u REM fazi sna, poslednjoj fazi ciklusa spavanja, tako da ‒ ukoliko ne spavamo dovoljno dugo, nećemo dovoljno vremena provesti u REM-u. Studije koje se kontinuirano sprovode iznova i iznova dokazuju da san ima važnu ulogu u učenju i memoriji i naučnici navode dva osnovna načina.

■ Nedostatak sna umanjuje sposobnost fokusiranja i efikasno učenje. Ukoliko niste dobro spavali sposobnost za učenje novih stvari može biti umanjena do 40%. Nedostatak sna utiče na hipokampus, koji je ključ za pamćenje novih sadržaja.
■ San je obavezan kako bi se memorija učvrstila i kako bi se mogla prizvati u budućnosti. REM faza sna povezana je sa proceduralnom memorijom. Prema rezultatima različitih studija odlazak na spavanje tri sata nakon učenja i jedan sat nakon vežbanja bilo bi najidealnije (prema Sh. Marcu, The benefits of a good night’s sleep).

Važno je napomenuti da je kvalitet, a ne kvantitet, onaj koji je važan kada se radi o tome kako san podržava i osnažuje naše pamćenje. Sve veći broj istraživanja pokazuje da specifične faze sna oblikuju različite tipove moždanih talasa, a tako i pamćenja. Kako se literatura uvećava, jasnija je slika o tome koje se sećanje i memorija procesuiraju tokom spavanja. Različite faze sna su povezane sa različitim formama memorije, tj. san nije isti u svim fazama, kao što nije ni memorija (prema: L, Munoz: Sleeping for Learning: How Children and Adults Maximize Their Memory Potential).

Za kraj, preporučujemo da pogledate TED-Ed interaktivnu video-lekciju o spavanju i učenju, koja na interesantan i dinamičan način sumira našu priču:

Izvori:

■ News in health: Sleep On It ‒ How Snoozing StrengthensMemories,
https://newsinhealth.nih.gov/issue/apr2013/feature2

■ National Sleep Foundation: What Happens When You Sleep?
https://sleepfoundation.org/how-sleep-works/what-happens-when-you-sleep

■ J-L. Ranaivoarivao, The 4 different stages of sleep
http://blog.withings.com/2015/03/17/the-4-different-stages-of-sleep/

■ Sh. Marcu, J. Saldena, A. Gendler: The benefits of a good night’s sleep, TED-Ed

■ Schwartz, K. Why Sleeping May Be More Important Than Studying
http://ww2.kqed.org/mindshift/2013/01/11/why-sleeping-may-be-more-important-than-studying/

■ Division of Sleep Medicine at Harvard Medical School: Sleep, Learning, and Memory
http://healthysleep.med.harvard.edu/healthy/matters/benefits-of-sleep/learning-memory

■ L. Munoz: Sleeping for Learning: How Children and Adults Maximize Their Memory Potential
https://www.cogneurosociety.org/sleeping-for-learning/

■ C. Young: How memories form and how we lose them, TED-Ed