В журнале eLife опубликована статья, в которой описывается исследование, проведенное учеными из Бернского университета (Швейцария), предлагающее новую теорию о важности сновидений с использованием методологии машинного обучения и моделирования мозга. Тот факт, что сон играет очень важную роль для обучения и памяти, доказан многими исследованиями.
“Нам не хватает теории, которая связывала бы это с консолидацией опыта, обобщением концепций и творчеством”, — объясняет Николя Деперруа, ведущий автор исследования.
Во время сна чередуются два типа фаз: не-REM-сон, когда мозг “воспроизводит” сенсорные стимулы, испытанные во время бодрствования, и REM-сон, когда спонтанные всплески интенсивной мозговой активности приводят к ярким сновидениям.
В эксперименте использовалось моделирование коры головного мозга для изучения влияния различных фаз сна на обучение. Чтобы привнести элемент необычности в искусственные сны, была использована техника машинного обучения под названием Generative Adversarial Networks (GANs). В GANs две нейронные сети соревнуются друг с другом в генерации новых данных из одного и того же набора данных, в данном случае серии простых изображений предметов и животных. В результате получаются новые искусственные изображения.
Далее исследователи смоделировали кору головного мозга во время трех различных состояний: бодрствования, сна без памяти и REM-сна. Они смогли определить, что не-REM сны создают образы, очень похожие на те, которые мы наблюдаем во время бодрствования, REM сны, как правило, пробуждают творческие способности.
Согласно этому исследованию, бодрствование, сон без памяти и REM-сон выполняют взаимодополняющие функции для обучения: переживание стимула, закрепление этого опыта и открытие смысловых концепций. Ученые говорят, что сны играют простую эволюционную роль. Причудливость сновидений не должно удивлять, поскольку они служат определенной цели. Вполне вероятно, что мозг организует наш опыт именно таким образом.
