Continut Asemanator
- Zebra Finches visează un mic vis al melodiei
Mama este unul dintre cei cinci copii, așa că are o mulțime de povești despre ea și despre nefericirile fraților ei. Unul dintre favoriții mei se învârte în jurul unchiului meu ciudat Dorsey și al eforturilor sale științifice timpurii. Când mama avea aproximativ opt ani, fratele ei mai mare își strecura în fiecare noapte un magnetofon sub pat, pentru a reda în liniște o lectură a poemului „The Raven” (1845) de Edgar Allan Poe. Noaptea după noapte, el avea să joace caseta, încercând să testeze dacă ea va recita spontan poezia din toată expunerea ei. Felul în care povestește, s-a trezit de fiecare dată când înregistrarea a început să joace. Sigur, mai poate recita primele câteva rânduri, dar doar pentru că a fost trezită de poezie noaptea după noapte.
Unchiul meu nu a reușit niciodată să o determine pe mama să „doarmă să învețe”, dar se pare că unele dintre ideile sale nu ar fi fost atât de greșite. În timp ce învățarea somnului, denumită și hipnopaedia, a fost dezactivată, neurologii din laboratorul meu și alții descoperă acum modalități de a utiliza stimuli precum sunetele în timpul somnului pentru a întări amintirile.
Cercetătorii timpurii au făcut aceeași greșeală ca unchiul Dorsey și au crezut că putem învăța material nou în timpul somnului prin osmoză, în Brave New World (1932) à la Aldous Huxley. La fel ca în romanul distopic, experimentele care încearcă această învățare a somnului s-au bazat adesea pe falsa premisă că somnul este ca o stare hipnotică. În anii 1920, unii cercetători au crezut că pot învăța participanților informații cu totul noi, jucând înregistrări audio în timp ce dormeau, iar inventatorii au început să vândă dispozitive pe baza ideii. Nu a fost cu mult diferit de episodul „Big Cheese” (1996) din Laboratorul lui Dexter, în care geniul de băiat din desenele animate folosește un gadget masiv pentru a încerca să se învețe franceza în timp ce doarme: nu a funcționat.
Abia în anii '50, cercetătorii au descoperit că efectele hipnopaediei nu au fost provocate de somn. În schimb, aceste contracepții erau de fapt trezirea oamenilor. Debunkerii ar putea spune folosind o tehnică relativ stabilită numită electroencefalografie (EEG), care înregistrează semnalele electrice ale creierului prin electrozii plasați pe scalp. Folosind EEG pe participanții lor, cercetătorii au putut spune că studenții de somn erau de fapt treji (ceva ce încă facem în cercetarea de astăzi), iar acest lucru a încheiat cercetarea în somn ca instrument cognitiv. Cincizeci de ani mai târziu, știm acum că este posibilă modificarea memoriei în timpul somnului, doar într-un mod diferit decât se așteptase anterior.
În 2007, neurologul Björn Rasch de la Universitatea Lübeck și colegii au raportat că mirosurile, care au fost asociate cu materiale învățate anterior, ar putea fi folosite pentru a acoperi creierul adormit. Autorii studiului le-au învățat participanților locațiile obiectelor de pe o grilă, la fel ca în Concentrația jocului și le-au expus mirosului de trandafiri în timp ce au făcut acest lucru. În continuare, participanții au dormit în laborator, iar experimentatorii au așteptat până la cea mai profundă etapă a somnului (somn cu undă lentă) pentru a-i expune din nou mirosului. Apoi, când s-au trezit, participanții au fost mult mai bine să-și amintească unde au fost amplasate obiectele. Acest lucru a funcționat numai dacă au fost expuși mirosului de trandafir în timpul învățării și l-au mirosit în timpul somnului cu undă lentă. Dacă au fost expuse mirosului doar în timpul trezirii sau în timpul somnului REM, semnalul nu a funcționat.
Aproape că părea prea bine ca să fie adevărat. Am putea cu adevărat să „eticheteze” amintirile în timpul învățării cu un miros și apoi să ne convingem creierul să-l repetăm în timpul somnului? Mai multe studii de la lucrarea inițială au verificat constatarea și au existat chiar și noi variații, cum ar fi utilizarea sunetelor în loc de mirosuri.
La laboratorul Paller de neuroștiință cognitivă de la Universitatea Northwestern unde lucrez, au fost publicate mai multe lucrări care demonstrează că neuroștiințenii pot lega un singur sunet la un singur obiect și îl pot reactiva individual. De exemplu, puteți juca Concentrare și aflați că pisica se află în colțul din stânga jos, iar ceainicul cu ceai este în partea dreaptă sus. Când înveți pisica, auzi un moale, iar când înveți ceainicul, auzi un fluier. Acum, dacă în timpul somnului cu valuri lente ar fi să cântăm doar unul dintre acele sunete, cum ar fi miau, ai aminti de fapt locația pisicii chiar mai bine decât ceainicul. Rețineți că ambele aceste elemente au fost inițial învățate la fel de bine, arătând că somnul a ajutat în mod preferențial pisica. Această capacitate de selectare a memoriilor specifice pentru reactivare se numește reactivarea țintită a memoriei (TMR).
O numim TMR, deoarece considerăm că redarea unui sunet de sunet ca acesta reactivează memoria învățării locației obiectului din sarcina anterioară. Laboratorul meu crede că această redare a memoriei permite creierului să-și consolideze reprezentarea memoriei, ducând astfel la o mai bună amintire. Lucrând cu șobolani, oamenii de știință din creier, Daniel Bendor și Matthew Wilson, de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, au descoperit exact această repetare preconizată când au administrat semne de sunet legate de învățarea anterioară.
Neurologii încep acum să pună în funcțiune TMR. Un studiu recent al grupului meu a operat foarte mult ca jocul video Guitar Hero, unde jucătorul ocupă rolul de muzician. James Antony, acum postdoc la Universitatea Princeton, dar student la absolvire la acea vreme, i-a făcut pe participanți să învețe două secvențe muzicale pe o tastatură. Melodiile erau compuse din patru note, care apăreau ca niște cercuri în cădere, la fel ca jocul propriu-zis. După ce au învățat ambele piese la fel de bine, participanții au făcut un pui de somn, iar Antony le-a îngrijit cu una dintre piese. Când au fost reexaminate după somn, participanții au fost mai buni la cântecul cu somn decât la cel necuvenit. Gândește-te cât de repede ai putea învăța un nou instrument muzical sau o melodie, doar amintindu-ți creierului adormit de învățarea anterioară!
Deși unele cercetări translaționale au început să iasă la suprafață, încă nu cunoaștem granițele TMR sau somnul în general. Într-o lucrare din 2017, cercetătoarea postdoctorală Laura Batterink, de la laboratorul meu și colegii mei, a descoperit că gâdilarea TMR în combinație cu somnul REM a dus la o mai bună amintire a cuvintelor care au fost îngrijite în timpul unui pui de somn. Această cercetare pare să indice somnul REM ca o stare benefică atunci când amintirile îngrijite sunt integrate în rețelele de memorie preexistente.
Întrebările restante pe care nu le-am adresat încă includ: funcționează acest lucru pentru învățarea limbilor străine (de exemplu, învățarea gramaticală) sau doar învățarea vocabularului străin? Ar putea fi folosit pentru a ajuta la menținerea performanței memoriei la o populație îmbătrânită? Reactivarea unor amintiri înseamnă că altele sunt șterse și mai repede?
Mă interesează personal modul în care aceste amintiri reactivate s-ar putea schimba din cauza acestor indicii. Proiectele mele curente vizează să investigheze dacă blestemul face ca întreaga memorie să păstreze detaliile sau dacă aceste indicii ar putea consolida „aspectul” memoriei și pierderea detaliilor străine. În mod alternativ, TMR ar putea ajuta la stimularea tuturor aspectelor legate de consolidarea memoriei și ar putea arăta costurile cognitive numai pentru articolele necuvenite.
Avem câteva aspecte, iar proiectele noi pentru a rezolva aceste întrebări sunt tot timpul crescute. Dar suntem încă la frontiera înțelegerii creierului adormit. Pentru o activitate pe care o desfășurăm de aproximativ o treime din viața noastră, există mai multe întrebări decât răspunsuri. Poate că unchiul Dorsey ciudat și casetele lui Poe erau de fapt conștienți de viitorul cercetării în somn. 
