Sen jest znany z tego, że ma kluczowe znaczenie dla uczenia się i tworzenia pamięci. Co więcej, naukowcy zdołali nawet wyłowić konkretne wspomnienia i utrwalić je podczas snu. Jednak dokładne mechanizmy stojące za tym nie były znane – aż do teraz.
Ci z nas, którzy wychowali się w popularnej kreskówce „Laboratorium Dextera”, mogą pamiętać słynny epizod, w którym Dexter próbuje nauczyć się francuskiego przez noc.
Tworzy urządzenie, które pomaga mu uczyć się we śnie, grając w niego francuskie zwroty.
Oczywiście, ponieważ serial jest komedią, płyta Dextera utknęła na frazy „”, a następnego dnia nie był w stanie powiedzieć nic więcej.
Jest to oczywiście problem, który stawia go w serii zabawnych sytuacji.
Pomysł, że możemy się uczyć we śnie, urzekał umysły artystów i naukowców; możliwość, że pewnego dnia wszyscy drastycznie poprawimy naszą produktywność, ucząc się we śnie, jest bardzo atrakcyjna. Ale czy taki scenariusz mógłby kiedykolwiek stać się rzeczywistością?
Nowe badania wydają się sugerować, a naukowcy na ogół zbliżają się do zrozumienia, co dokładnie dzieje się w mózgu, kiedy śpimy i jak spokojny stan wpływa na proces uczenia się i tworzenia pamięci.
Na przykład, poprzednie badania wykazały, że sen bez przesuwania wzroku (bez REM) lub sen bez śnienia jest kluczowy dla utrwalenia wspomnień.
Wykazano również, że w tym procesie konsolidacji pamięci kluczowe są wrzeciona senne lub nagłe skoki aktywności oscylacyjnej mózgu, które można zaobserwować na elektroencefalogramie (EEG) podczas drugiego etapu snu niezwiązanego z REM.
Naukowcy byli również w stanie skierować określone wspomnienia i reaktywować je lub wzmacniać za pomocą sygnałów dźwiękowych.
Jednak mechanizm tych osiągnięć do tej pory pozostawał tajemniczy. Badacze nie byli również świadomi, czy takie mechanizmy pomogłyby w zapamiętywaniu nowych informacji.
Dlatego zespół naukowców postanowił zbadać sprawę. Scott Cairney, z University of York w Wielkiej Brytanii, współkierował badaniami z Bernhardem Staresiną, który pracuje na University of Birmingham, również w Wielkiej Brytanii.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie
Klucz wrzeciona spoczynkowego do konsolidacji pamięci
Cairney wyjaśnia motywację do badań, mówiąc: „Jesteśmy prawie pewni, że wspomnienia są reaktywowane w mózgu podczas snu, ale nie znamy procesów neuronowych, które stanowią podstawę tego zjawiska.”
„Wrzeciona do snu”, kontynuuje, „zostały połączone z korzyściami snu dla pamięci w poprzednich badaniach, więc chcieliśmy zbadać, czy te fale mózgowe pośredniczą w reaktywacji”.
„Jeśli wspierają reaktywację pamięci, to dalej myśleliśmy, że możliwe jest odcyfrowanie sygnałów z pamięci w czasie, kiedy te wrzeciona miały miejsce.”
Aby przetestować swoje hipotezy, Cairney i jego współpracownicy poprosili 46 uczestników o „nauczenie się skojarzeń między słowami i obrazami przedmiotów lub scen przed drzemką”.
Następnie niektórzy uczestnicy wzięli drzemkę trwającą 90 minut, podczas gdy inni nie spali. Dla tych, którzy drzemali, „Połowa słów została […] odtworzona podczas drzemki, aby wywołać reaktywację nowo poznanych wspomnień z obrazków” – wyjaśnia Cairney.
„Gdy uczestnicy obudzili się po długim okresie snu,” mówi, „ponownie zaprezentowaliśmy je słowami i poprosiliśmy, aby przypomnieli sobie o obiektach i zdjęciach scen”.
„Odkryliśmy, że ich pamięć była lepsza dla obrazów, które były połączone ze słowami, które były prezentowane podczas snu, w porównaniu do słów, które nie były” – mówi Cairney.
Korzystając z urządzenia EEG, badacze mogli również zobaczyć, że odtwarzanie skojarzonych słów w celu reaktywacji pamięci wyzwala wrzeciona uśpienia w mózgach uczestników.
Mówiąc dokładniej, wzorce wrzeciona EEG w stanie spoczynku „powiedziały” badaczom, czy uczestnicy przetwarzali wspomnienia związane z obiektami lub wspomnieniami związanymi ze scenami.
Jak zwiększyć pamięć podczas snu
„Nasze dane sugerują, że wrzeciona ułatwiają przetwarzanie odpowiednich funkcji pamięci podczas snu i że ten proces zwiększa konsolidację pamięci” – mówi Staresina.
„Podczas gdy to zostało pokazane wcześniej,” kontynuuje, „celowa reaktywacja pamięci może zwiększyć konsolidację pamięci podczas snu, teraz pokazujemy, że wrzeciona do spania mogą stanowić kluczowy mechanizm leżący u podstaw”.
Cairney dodaje: „Kiedy się obudzisz, uczysz się nowych rzeczy, ale kiedy śpisz, udoskonalasz je, ułatwiając ich odzyskanie i stosowanie w sposób prawidłowy, kiedy ich najbardziej potrzebujesz.” Jest to ważne, ponieważ uczymy się, ale także jak możemy pomóc zachować zdrowe funkcje mózgu. „
Staresina sugeruje, że nowo zdobyta wiedza może prowadzić do skutecznych strategii zwiększania pamięci podczas snu.
„Bezpośrednia indukcja wrzecion ze snem – na przykład poprzez stymulację mózgu elektrodami – być może w połączeniu z reaktywacją ukierunkowanej pamięci, może nam umożliwić dalszą poprawę wydajności pamięci podczas snu.”
Bernhard Staresina
Tak więc, choć uczenie się od zera „Laboratorium Dextera” może zająć trochę czasu, aby stać się rzeczywistością, możemy śmiało powiedzieć, że nasze mózgi nadal uczą się podczas snu, a naukowcy po prostu byli znacznie bliżej zrozumienia, dlaczego tak się dzieje.
