Ucz się podczas snu

Zespół naukowców z Niemiec odkrył, że pewien rodzaj pamięci poprawia się, gdy mózg danej osoby jest stymulowany łagodnym prądem elektrycznym podczas określonej fazy cyklu snu.

Neurobiolog Jan Born , z Uniwersytetu Lubeckiego, od dziesięciu lat bada rolę snu w ludzkiej pamięci. W ostatnich latach pojawiły się dowody sugerujące, że sen REM i sen nie-REM służą do wzmacniania połączeń neuronowych dla różnych rodzajów wspomnień. Podczas gdy społeczność naukowa jest podzielona co do tego, jak te fazy wpływają na pamięć, Born i jego koledzy ostatnio skupili się na śnie nie-REM, a konkretnie na początkowej, sennej fazie wolnofalowej. Interesuje ich rola we wzmacnianiu wspomnień deklaratywnych, zwanych inaczej wspomnieniami opartymi na faktach, w przeciwieństwie do innych rodzajów pamięci, takich jak umiejętności motoryczne lub uczenie proceduralne.

Pamiętasz rzeczy, które utrwaliły się podczas snu, lepiej niż nie podczas snu, mówi Born. Nasze badania mają na celu ustalenie, które etapy są ważniejsze dla wspomnień.

W poprzednich badaniach naukowcy odkryli, że różne fazy snu charakteryzują się różnymi wzorcami aktywności mózgu. Najbardziej znanym jest sen REM, okres wzmożonej aktywności w korze mózgowej, podczas którego zwykle występuje sen. Podczas całonocnego odpoczynku sen REM zajmuje 20 procent snu danej osoby.

Pozostałe 80 procent to sen nie-REM: okres stosunkowo niewielkiego działania, składający się głównie z powolnych, zsynchronizowanych fal, które przemieszczają się po powierzchni mózgu. Mniej wiadomo na temat tej stosunkowo uśpionej fazy, a Born teoretyzuje, że w rzeczywistości nie jest to wcale faza uśpiona. Ten sen wolnofalowy może raczej służyć jako rodzaj utajonej powtórki tego, czego nauczono się przed pójściem spać. Oznacza to, że ta zsynchronizowana aktywność może w jakiś sposób wzmocnić połączenia neuronowe zaangażowane w tworzenie pamięci długotrwałych, szczególnie w odniesieniu do faktów.

Aby przetestować tę hipotezę, Born i jego koledzy przyłożyli elektrody do skóry głowy 13 ochotników-medyków. Cała grupa została poddana kolejnym nocom testów poprzez różnego rodzaju stymulacje. Przed pójściem spać poproszono ich o nauczenie się listy par słów (zadanie deklaratywno-naukowe). Nauczyli się również ćwiczenia polegającego na stukaniu palcami, zwykle związanego z uczeniem się opartym na motoryce. Podczas snu naukowcy stymulowali elektrycznie swoje mózgi łagodnym prądem o częstotliwości 0,75 Hz w 5-minutowych odstępach podczas wczesnego, 30-minutowego okresu snu bez fazy REM. Zastosowany prąd odpowiadał naturalnie występującej częstotliwości wolnofalowej snu nie-REM i był wystarczająco niski, aby nie przeszkadzać ochotnikom podczas snu. W inne noce naukowcy zmieniali prąd, a także stosowali prądy podczas fazy snu nie-REM i REM. Czasami, jako kontrola, w ogóle nie stosowali prądu.

Po każdej nocy ochotników, którzy byli już w pełni czujni, proszono o przypomnienie sobie zadań, których nauczyli się poprzedniego dnia. Spośród wszystkich prób ich poprawa uległa największej poprawie po stymulacji 0,75 Hz podczas snu nie-REM. Co więcej, poprawa, choć niewielka (8 procent), była widoczna tylko w zadaniu par słów, co sugeruje związek między snem nie-REM a pamięcią opartą na faktach lub deklaratywną. Myślę, że to bardzo dobry wskaźnik, który pozwala nam sądzić, że wywołaliśmy naprawdę fizjologiczny wzorzec w tych sieciach mózgowych, mówi Born. Ta [aktywność] z kolei stymuluje mózg do odtwarzania tych wspomnień.

Mówi, że chociaż zmierzona poprawa była niewielka, fakt, że eksperyment został przetestowany na osobach osiągających dobre wyniki – studentach medycyny, którzy są przyzwyczajeni do zapamiętywania dużych ilości informacji podczas jednego posiedzenia – sugeruje, że jakakolwiek poprawa jest znacząca.

Terry Sejnowski , profesor i kierownik Laboratorium Neurobiologii Obliczeniowej w Salk Institute for Biological Studies, również badał rolę snu w pamięci. Sejnowski postrzega odkrycia Borna jako ważny postęp w badaniach nad konsolidacją pamięci.

Wcześniejsze badania wykazały tylko, że poprawa pamięci była skorelowana z drganiami mózgu i tylko w przypadku nierzeczywistych form pamięci, takich jak uczenie się motoryczne, mówi Sejnowski. To badanie dostarcza dowodów na to, że związek między snem a pamięcią jest przyczynowy i może prowadzić do praktycznego sposobu poprawy pamięci.

Born zgadza się z tym ostatnim punktem i wierzy, że pewnego dnia stymulacja elektryczna podczas snu może być możliwą terapią dla osób z problemami z utratą pamięci.

Jednak inni lubią Jerome Siegel obawiają się łączenia snu z pamięcią. Siegel, psychiatra z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles i szef Centrum Badań nad Snem, mówi, że chociaż sen może odgrywać pewną rolę w tworzeniu wspomnień, nie jest to kluczowa rola. Ostrzega, że ​​błędna interpretacja danych przy próbie ustalenia roli przyczynowej może wiązać się z niebezpieczeństwem.

Musisz się zastanowić, w jakim stopniu otrzymujesz przypadkowe wyniki tylko dlatego, że mierzysz wiele zmiennych, mówi Siegel. Istnieje również problem z wydajnością, gdzie jeśli sen jest głębszy, wydajność jest lepsza i różni się od pamięci.

W przyszłych badaniach Born planuje wydobyć wiele zmiennych z tego początkowego eksperymentu, przyglądając się skutkom określonych prądów i sprawdzając, czy stosowanie ich przez różne okresy czasu przyniesie znaczące efekty.

Mamy również plan, aby sprawdzić, czy można użyć stymulacji nie tylko do zintensyfikowania trwającego etapu snu, takiego jak sen nie-REM, mówi Born, ale czy można na przykład zmienić stan mózgu ze stanu czuwania na stan snu, co do tej pory uważamy za sen – sen badacza.

ukryć