לשכוח בלילה כדי לזכור ביום

חוכמה ישנה-נושנה קובעת ששינה משכיחה מאתנו דברים שעברו עלינו במשך היממה. אך מחקרים מדעיים חדשים מראים שהשכחה בעת השינה דווקא מועילה לחידוד הזיכרון. נשמע מבלבל? המחקרים האלה שופכים אור על המנגנונים הביולוגיים שמתרחשים במהלך השינה ומאפשרים לנו לזכור מידע בצורה טובה יותר, דווקא בזכות זה שחלק ממנו הולך לנו לאיבוד.

כבר זמן רב ידוע שזיכרון נבנה באמצעות קשרים שנוצרים בין תאי עצב במוחנו. הקשר בין שינה טובה לזיכרון ידוע גם הוא, אולם עד כה לא היה ברור איך שינה עוזרת לגבש את הזיכרון, כלומר לייצב ולקבע אותו במוח. כעת שני מחקרים מספקים הוכחה לתועלת נוספת שיש לשינה: היא מאפשרת לנו לנפות זיכרונות מיותרים ולחדד את המידע שלמדנו כשהיינו ערים.

גיזום סינפסות

כשאנחנו מתנסים בדברים חדשים, מוחנו בונה או מחליש קשרים בשם סינפסות שמחברים בין תאי העצב שלנו. רשתות העצבים שנוצרות כך מקודדות את ההתנהגויות והזיכרונות שאנו מפתחים, ויעילותן נגזרת מגודל הסינפסות וחוזקן. אחד המרכיבים החשובים של הסינפסה הוא הבליטות שנמצאות על הדנדריטים – שלוחות של תא העצב שקולטות מסרים מתאי עצב אחרים. אפשר לדמות את הבליטות הללו לענפי עץ קטנים שמתפצלים מענפים גדולים.

לפי אחת ההשערות בנוגע לפעולת תאי העצב, תהליך בניית הרשתות אינו מבוקר לגמרי בשעות שבהן אנחנו ערים. השינה מניחה למוח להפחית את מספר הרשתות שאנו יוצרים בהיותנו ערים, כמו בגיזום של ענפים מיותרים מעץ.

מחקר שנערך באוניברסיטת ויסקונסין מספק תמיכה להשערה הזו. מדעני הקבוצה מדדו את גודלן וצורתן של כ-7,000 סינפסות במוחות של עכברים לאחר שינה טבעית ארוכה, לאחר ערות כפויה באמצעות צעצועי משחק, או לאחר ערות ממושכת בשעות הפעילות הרגילות בלילה.

מהתוצאות עולה שאצל עכברים ישנים שטח המגע בין שני תאי עצב בסינפסות היה קטן ב-18 אחוזים מאשר אצל העכברים הערים, כלומר במהלך השינה הסינפסות נגזמו. השינוי הזה במהלך השינה הוגבל לסינפסות בעלות בליטות דנדריטיות קטנות עד בינוניות אך לא התרחש בסינפסות בעלות בליטות גדולות. המדענים משערים שהסינפסות בעלות הבליטות הגדולות קשורות למעגלי זיכרון שאינם קשורים לחוויות יומיומיות משתנות, ולכן הן עמידות בפני תהליך הגיזום. 

"בזמן ערות, למידה מחזקת קשרים סינפטיים במוח, בתהליך שצורך אנרגיה ומעמיס על המוח מידע חדש עד כדי רוויה. שינה מאפשרת למוח לאפס את עצמו ולהתחיל מחדש את הלמידה למחרת", הסביר חבר הקבוצה ג'וליו טונוני במהלך העבודה על המחקר.

החומרים שמעצבים את הסינפסות

צוות אחר של מדענים, מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, תקף את הבעיה מזווית אחרת. הם השתמשו בחומר פלואורסצנטי שמגיב לאור באורך גל מסוים כדי לסמן חלבונים בסינפסות של עכברים חיים, ואז צפו במוחות של העכברים בעת שישנו. כצפוי, פליטת האור ירדה כשהסינפסות התכווצו בשינה, ואף חלה ירידה של כ-20 אחוזים בכמות הקולטנים של המוליך העצבי גלוטמט, שמעורב בתהליכי למידה וזיכרון.

התברר שחלבון בשם Homer1 הוא זה שמעורר את סילוק הקולטנים הללו מהסינפסות, ואכן כשהשתיקו את החלבון הזה בהנדסה גנטית לא ראו יותר אצל העכברים ירידה בקולטני הגלוטמט. עוד נמצא שהמוליך העצבי המעורר נוראדרנלין, שרמתו מגיעה לשיא בשעות הערות, חוסם את פעילות החלבון וכך מונע את העיצוב מחדש של הסינפסות כל עוד העכברים ערים.

כדי להבין את ההשפעות של חסימת החלבון על הזיכרון, עשו על העכברים ניסוי של למידת פחד: בתחילת תקופת השינה שלהם חשפו אותם להלם חשמלי ומיד לאחר מכן נתנו לחלקם חומר שחוסם Homer1 ומונע ממנו לפעול במהלך השינה.  

למחרת הניחו את העכברים באותה קופסה שבה נחשפו להלם החשמלי, אך ללא ההלם. שתי קבוצות העכברים קפאו במקומן מפחד כיוון שציפו לשוק. אולם כששמו אותם בקופסה אחרת, העכברים הלא מטופלים בחנו אותה ללא חשש ואילו אלו שטופלו בחסם קפאו מפחד. החוקרים הסיקו שהעכברים שטופלו בחסם התבלבלו בגלל הדמיון בין שתי הקופסאות, ולא זכרו טוב מספיק את מראה הקופסה שבה קיבלו את השוק החשמלי, משום שה-Homer1 לא עיצב מחדש את הסינפסות.

שינה היא ללא ספק התנהגות מורכבת מאוד שממלאת תפקיד חשוב בתפקודים ביולוגיים רבים, מחיסון ועד עיכול, כך שאי אפשר להצביע על סיבה אחת לכך שאנו ישנים. עם זאת, המחקרים שנסקרו כאן מדגישים את התועלת הרבה שיש לשנת לילה מלאה ואת חשיבותה. ההדגשה הזו אולי חשובה שבעתיים לאור ההשפעה הרבה שיש לטכנולוגיה המודרנית – תאורה מלאכותית, מכשירי טלפון חכמים ועוד – על מחזורי השינה שלנו.