It is 4 a.m., and the big test is in eight hours, followed by a piano recital. You've been studying and playing for days, but you still don't feel ready for either. So, what can you do? Well, you can drink another cup of coffee and spend the next few hours cramming and practicing, but believe it or not, you might be better off closing the books, putting away the music, and going to sleep. Sleep occupies nearly a third of our lives, but many of us give surprisingly little attention and care to it. This neglect is often the result of a major misunderstanding. Sleep isn't lost time, or just a way to rest when all our important work is done. Instead, it's a critical function, during which your body balances and regulates its vital systems, affecting respiration and regulating everything from circulation to growth and immune response. That's great, but you can worry about all those things after this test, right? Well, not so fast. It turns out that sleep is also crucial for your brain, with a fifth of your body's circulatory blood being channeled to it as you drift off. And what goes on in your brain while you sleep is an intensely active period of restructuring that's crucial for how our memory works. At first glance, our ability to remember things doesn't seem very impressive at all. Nineteenth-century psychologist Herman Ebbinghaus demonstrated that we normally forget 40% of new material within the first 20 minutes, a phenomenon known as “the forgetting curve”. But this loss can be prevented through memory consolidation, the process by which information is moved from our fleeting short-term memory to our more durable long-term memory. This consolidation occurs with the help of a major part of the brain, known as “the hippocampus”. Its role in long-term memory formation was demonstrated in the 1950s by Brenda Milner in her research with a patient known as H.M. After having his hippocampus removed, H.M.’s ability to form new short-term memories was damaged, but he was able to learn physical tasks through repetition. Due to the removal of his hippocampus, H.M.’s ability to form long-term memories was also damaged. What this case revealed, among other things, was that the hippocampus was specifically involved in the consolidation of long-term declarative memory, such as the facts and concepts you need to remember for that test, rather than procedural memory, such as the finger movements you need to master for that recital. Milner's findings, along with work by Eric Kandel in the 90's, have given us our current model of how this consolidation process works. Sensory data is initially transcribed and temporarily recorded in the neurons as short-term memory. From there, it travels to the hippocampus, which strengthens and enhances the neurons in that cortical area. Thanks to the phenomenon of neuroplasticity, new synaptic buds are formed, allowing new connections between neurons, and strengthening the neural network where the information will be returned as long-term memory. So why do we remember some things and not others? Well, there are a few ways to influence the extent and effectiveness of memory retention. For example, memories that are formed in times of heightened feeling, or even stress, will be better recorded due to the hippocampus' link with emotion. But one of the major factors contributing to memory consolidation is, you guessed it, a good night's sleep. Sleep is composed of four stages, the deepest of which are known as “slow-wave sleep” and “rapid eye movement”. EEG machines monitoring people during these stages have shown electrical impulses moving between the brainstem, hippocampus, thalamus, and cortex, which serve as relay stations of memory formation. And the different stages of sleep have been shown to help consolidate different types of memories. During the non-REM slow-wave sleep, declarative memory is encoded into a temporary store in the anterior part of the hippocampus. Through a continuing dialogue between the cortex and hippocampus, it is then repeatedly reactivated, driving its gradual redistribution to long-term storage in the cortex. REM sleep, on the other hand, with its similarity to waking brain activity, is associated with the consolidation of procedural memory. So based on the studies, going to sleep three hours after memorizing your formulas and one hour after practicing your scales would be the most ideal. So hopefully you can see now that skimping on sleep not only harms your long-term health, but actually makes it less likely that you'll retain all that knowledge and practice from the previous night, all of which just goes to affirm the wisdom of the phrase, "Sleep on it." When you think about all the internal restructuring and forming of new connections that occurs while you slumber, you could even say that proper sleep will have you waking up every morning with a new and improved brain, ready to face the challenges ahead.
Klockan är fyra på morgonen och slutprovet är om åtta timmar, följt av en pianokonsert. Du har övat och repeterat i dagar men du känner dig inte redo. Vad kan du göra? Du kan dricka ytterligare en kopp kaffe och fortsätta i timmar med att öva och träna men tro det eller ej det bästa vore att stänga böckerna släppa musiken och gå och lägga dig för att sova. Våra liv består till en tredjedel av sömn men konstigt nog så ägnar de flesta av oss endast lite uppmärksamhet åt det. Denna försummelse är ofta resultatet av ett stort missförstånd. Sömn är inte slöseri med tid eller endast ett sätt att vila när allt det viktiga arbetet är gjort. Sömn är en mycket viktig funktion, då vår kropp återhämtar sig och reglerar sina vitala system, andningen påverkas och den reglerar allt från blodcirkulation till tillväxt och immunförsvar. Fantastiskt, men det kan du oroa dig för efter din examen, eller hur? Nja, vänta lite. Faktum är att sömn också är viktig för din hjärna, den tar emot en femtedel av ditt blodflöde när du somnar. Och det som händer i hjärnan under sömnen är en intensiv tid av omstrukturering vilken är avgörande för minnet. Vid första anblicken verkar vår förmåga att minnas saker inte särskilt imponerande. På 1800-talet bevisade psykologen Herman Ebbinghaus att man glömmer 40% av ny information under de första 20 minuterna, ett känt fenomen som kallas för glömskekurvan. Men denna förlust kan förhindras tack vare minnesförstärkning, en metod där man flyttar informationen från vårt korttidsminne till det mer varaktiga långtidsminnet. Denna flytt sker med hjälp av en viktig del av hjärnan som kallas hippocampus. Dess roll i bildandet av långtidsminnen demonstrerades på 1950-talet av Brenda Milner i hennes forskning på patienten känd som H.M. Efter att hippocampus opererades bort blev H.M:s förmåga att använda sitt korttidsminne skadat men han var kapabel att lära sig fysiska uppgifter genom upprepning. Avlägsnandet av hans hippocampus skadade också hans förmåga att bilda långtidsminnen. Detta fall avslöjade bland annat att hippocampus är särskilt involverad i förstärkningen av det långsiktiga, förklarande minnet, som de fakta och begrepp du behöver komma ihåg för det här provet, snarare än procedurminnet, som fingerrörelserna som du måste behärska inför konserten. Milners upptäckter, tillsammans med Eric Kandels arbete under 1990-talet gjorde det möjligt för oss att förstå hur konsolideringsprocessen fungerar. Inledningsvis transkriberas sensoriska data och registreras tillfälligt av neuroner som korttidsminnen. Därifrån passerar de genom hippocampus som stärker och ökar antalet nervceller i hjärnbalkens kortikala område. Tack vare fenomenet neuroplasticitet bildas nya synaptiska förbindelser som möjliggör nya kopplingar mellan nervceller och förstärker det neurala nätverket där informationen returneras i form av långtidsminnen. Så varför minns vi vissa saker och inte andra? Det finns några olika sätt att påverka minnets omfattning och effektivitet. Ett exempel är minnen som bildats av starka känslor, eller även av stress, blir bättre ihågkomna genom koppling mellan hippocampus och känslor. En av de viktigaste faktorerna som bidrar till minneskonsolidering är, du gissade rätt, en god natts sömn. Sömnen består av fyra faser, djupsömnen innehåller ett stadium med långsamma vågor, och ett som kallas REM-sömn. Mätningar med elektroencefalogram under dessa faser har visat att elektriska impulser navigerar mellan hjärnstammen, hippocampus, thalamus och hjärnbarken vilka fungerar som relästationer för minnesbildning. Och de olika stadierna av sömn hjälper till att befästa de olika minnestyperna. Under den första fasen av djupsömnen lagras det deklarativa minnet på en tillfällig lagringsplats i den främre delen av hippocampus. Genom en kontinuerlig dialog mellan hjärnbarken och hippocampus återaktiveras detta minne om och om igen, vilket leder till en gradvis omfördelning till långtidslagring i hjärnbarken. Hjärnaktiviteten i den andra fasen i djupsömnen liknar den vid uppvaknandet och är förknippad med konsolideringen av procedurminnet. Enligt undersökningar är det perfekt att somna tre timmar efter att ha memorerat formler och en timme efter pianoövningarna. Så du borde se att det som minskar din sömn, och som skadar din hälsa på lång sikt, också minskar dina chanser att behålla kunskaperna och repetitionerna från föregående natt. Detta bekräftas i visdomsorden “Låt oss sova på saken.” Med denna interna omstrukturering och bildandet av nya förbindelser medan du sover, kan man även säga att en god natts sömn kommer att ge dig en ny och förbättrad hjärna varje morgon, redo att möta de utmaningar som väntar.