Sorodne vsebine
- Zebra Finches Sanje malo melodijo sanje
Moja mama je eden od petih otrok, zato ima veliko zgodb o sebi in o mojih nesrečah. Eden mojih najljubših se vrti okoli mojega "čudnega" strica Dorseya in njegovih zgodnjih znanstvenih prizadevanj. Ko je bila moja mama stara približno osem let, je njen starejši brat vsako noč držal predvajalnik kasete pod njeno posteljo, da je tiho zaigral branje pesmi Edvan Allan Poe 'The Raven' (1845). Noč na noč je predvajal kaseto in skušal preizkusiti, ali bo spontano recitirala pesem iz vse njene izpostavljenosti. Način, kako to pripoveduje, se je zbudila vsakič, ko je posnetek začel predvajati. Seveda, še vedno lahko recitira prvih nekaj vrstic, vendar le zato, ker jo je pesem prebujala iz noči v noč.
Stric mi nikoli ni uspel spraviti mame, da bi se 'naučila spati', vendar se izkaže, da nekatere njegove ideje morda niso bile tako napačne. Medtem ko je učenje spanja, ki ga imenujemo tudi hipnopedija, razveljavljeno, nevroznanstveniki v mojem laboratoriju in drugi odkrivajo načine, kako med spanjem uporabiti dražljaje, kot so zvočni signali, za krepitev spominov.
Zgodnji raziskovalci so storili isto napako kot stric Dorsey in menili, da bomo lahko med spanjem z osmozo naučili novo gradivo, à la Aldous Huxley's Brave New World (1932). Tako kot v distopijskem romanu so tudi poskusi tega učenja spanja pogosto temeljili na napačni domnevi, da je spanje kot hipnotično stanje. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja so nekateri raziskovalci verjeli, da lahko udeležence naučijo popolnoma novih informacij z igranjem zvočnih posnetkov med spanjem in izumitelji so začeli prodajati naprave na podlagi ideje. Ni se kaj dosti razlikovalo od epizode "Big Cheese" (1996) Dexterjevega laboratorija, v kateri risani fant-genij uporablja ogromen pripomoček, da se poskuša naučiti francoščine, ko spi: ni šlo.
Šele v petdesetih letih prejšnjega stoletja so raziskovalci odkrili, da učinki hipnopedije sploh niso bili posledica spanja. Namesto tega so te izgrede dejansko prebujale ljudi. Debunkerji bi to lahko ugotovili z relativno uveljavljeno tehniko, imenovano elektroencefalografija (EEG), ki beleži možganske električne signale skozi elektrode, nameščene na lasišču. S pomočjo EEG-a na njihovih udeležencih so raziskovalci lahko povedali, da so bili učenci spanja pravzaprav budni (nekaj, kar počnemo še danes v raziskavah), in to je vse prej kot končalo raziskovanje spanja kot kognitivnega orodja. Petdeset let kasneje vemo, da je mogoče med spanjem spremeniti spomin, samo na drugačen način, kot smo prej pričakovali.
Leta 2007 je nevroznanstvenik Björn Rasch z univerze v Lübecku poročal, da bi vonjave, ki so bili povezani z že prej naučenim materialom, lahko uporabili za čiščenje spečih možganov. Avtorji študije so udeležence naučili lokacije predmetov na rešetki, tako kot v igri Koncentracija, in jih tako kot pri njih izpostavili vonju vrtnic. Nato so udeleženci prespali v laboratoriju, eksperimentatorji pa so čakali do najgloblje faze spanja (počasni valovanje), da bi jih še enkrat izpostavili vonju. Potem, ko so bili budni, so si udeleženci bistveno bolje zapomnili, kje so predmeti. To je delovalo le, če so bili med učenjem izpostavljeni vonju po vrtnicah in so ga vonjali med počasnim valom. Če so bili izpostavljeni vonju samo med budnim ali med spanjem REM, iztočnica ni delovala.
Skoraj dobro se mi je zdelo resnično. Ali lahko med učenjem resnično 'označimo' spomine z vonjem in nato prepričamo svoje možgane, da jih med spanjem vadimo? Številne študije od začetka so potrdile to ugotovitev, pojavile so se celo nove različice, na primer uporaba zvočnih znakov namesto vonjav.
V laboratoriju za kognitivno nevroznanost Paller na univerzi Northwestern, kjer delam, je bilo objavljenih več prispevkov, ki dokazujejo, da lahko nevroznanstveniki povežejo en zvok z enim samim objektom in ga ponovno aktivirajo. Lahko bi se na primer igrali Koncentracija in izvedeli, da je mačka v spodnjem levem kotu, čajnik pa v zgornjem desnem kotu. Ko se naučiš mačke, slišiš mev, in ko se naučiš kotlička, zaslišiš piščalko. Če bi med spanjem počasnih valov predvajali le enega od tistih zvokov, kot je mev, bi se dejansko spomnili mačje lokacije še boljše kot kotliček. Upoštevajte, da sta se oba predmeta na začetku naučila enako dobro, kar kaže, da je mačka s spanjem prednostno pomagala mački. Ta možnost izbire določenih pomnilnikov za ponovno aktiviranje se imenuje ciljna reaktivacija spomina (TMR).
Temu rečemo TMR, ker verjamemo, da igranje zvočne iztočnice ponovno aktivira spomin na spoznavanje lokacije predmeta iz prejšnje naloge. Moj laboratorij verjame, da ta ponovitev pomnilnika možganom omogoča okrepitev svoje spominske predstavitve, kar vodi k boljšemu priklicu. V sodelovanju s podganami sta možganska znanstvenika Daniel Bendor in Matthew Wilson z Massachusettskega tehnološkega inštituta ugotovila ravno to pričakovano predvajanje, ko sta uporabila zvočne naloge, povezane s predhodnim učenjem.
Zdaj nevroznanstveniki začenjajo TMR delati. Ena nedavna študija moje skupine je veliko delovala kot video igra Guitar Hero, kjer igralec kot glasbenik prevzame sredinski oder. James Antony, ki je zdaj podoktor na univerzi Princeton, vendar je bil takrat podiplomski študent, je udeležence naučil dve glasbeni sekvenci na tipkovnici. Pesmi so bile sestavljene iz štirih not, ki so bile videti kot padajoči krogi, podobno dejanski igri. Potem ko sta se obe pesmi naučili enako dobro, so se udeleženci malo naspali in Antonij jih je cued z eno od pesmi. Ko so jih po spanju ponovno preizkusili, so bili udeleženci boljši od pesmi, ki jih je zaspal, kot od neizdelane. Pomislite, kako hitro bi se lahko naučili novega glasbila ali pesmi, samo tako, da opomnite svoje speče možgane na prejšnje učenje!
Čeprav so se nekatere prevajalske raziskave začele pojavljati, še vedno ne poznamo meja TMR ali spanja, na splošno. V prispevku za leto 2017 je podoktorska raziskovalka Laura Batterink iz mojega laboratorija in sodelavci ugotovila, da je TMR odstranjevanje v kombinaciji z REM spanjem privedlo do boljšega priklica besed, ki so jih navajali med popoldansko dremko. Zdi se, da ta raziskava kaže, da je REM spanje koristno stanje, ko so vstavljeni spomini v obstoječa spominska omrežja.
Med odprta vprašanja, ki jih še moramo obravnavati, spada: ali to deluje za učenje tujih jezikov (tj. Slovničnega učenja) ali samo učenje tujega besedišča? Bi ga lahko uporabili za pomoč pri vzdrževanju spomina pri staranju prebivalstva? Ali ponovno aktiviranje nekaterih spominov pomeni, da se drugi še hitreje izbrišejo?
Mene osebno zanima, kako se lahko ti reaktivirani spomini spreminjajo zaradi teh napotkov. Moji trenutni projekti so namenjeni preučitvi tega, ali izločanje povzroči, da se celoten spomin ohrani v podrobnostih ali pa lahko te naloge utrdijo "kanček" spomina in izgubijo zunanje podrobnosti. TMR lahko pomaga povečati vse vidike konsolidacije pomnilnika in prikaže kognitivne stroške samo za nepoškodovane predmete.
Imamo nekaj preiskav in novi projekti za reševanje teh vprašanj se nenehno pojavljajo. Ampak še vedno smo na meji razumevanja spečih možganov. Za dejavnost, ki jo opravljamo približno tretjino svojega življenja, je več vprašanj kot odgovorov. Mogoče so bili čudni stric Dorsey in njegovi posnetki Poe pravzaprav predrzni za prihodnost raziskav spanja. 
