Povezani sadržaj
- Zebra Finches sanja malo o melodiji
Moja majka je jedno od petoro djece, pa ima puno priča o nesrećama svojih i braće i sestara. Jedan od mojih najdražih vrti se oko mog 'čudnog' ujaka Dorseya i njegovih ranih znanstvenih nastojanja. Kad je moja mama imala oko osam godina, stariji brat joj je svake večeri gurao kasetofon ispod kreveta da bi mirno odigrao čitanje pjesme Edgera Allana Poea 'Ravan' (1845). Iz noći u noć svirao bi vrpcu, pokušavajući testirati hoće li ona spontano recitirati pjesmu iz svega izlaganja. Način na koji to govori, budila se svaki put kad je snimanje počelo reproducirati. Svakako, još uvijek može recitirati prvih nekoliko redaka, ali samo zato što ju je pjesma iz noći u noć probudila.
Moj ujak nikada nije uspio navesti moju mamu da 'spava naučiti', ali ispada da neke njegove ideje možda nisu bile toliko pogrešne. Dok je učenje spavanja, koje se još naziva i hipnopedijom, raskinuto, neuroznanstvenici iz mog laboratorija i drugi otkrivaju načine na koje mogu koristiti podražaje poput zvučnih znakova tijekom spavanja za jačanje sjećanja.
Rani istraživači napravili su istu pogrešku kao i ujak Dorsey, i smatrali su da bismo pomoću spavanja osmozom mogli naučiti nove materijale, a la Aldous Huxley's Brave New World (1932). Baš kao u distopijskom romanu, eksperimenti u pokušaju učenja spavanja često su se temeljili na lažnoj pretpostavci da je san poput hipnotičkog stanja. U 1920-ima neki su istraživači vjerovali da mogu naučiti sudionike potpuno novim informacijama reproduciranjem audio snimaka dok su spavali, a izumitelji su počeli prodavati uređaje na temelju ideje. Nije se puno razlikovalo od epizode "Velikog sira" (1996) iz Dexterove laboratorije, u kojoj dječak genij iz crtića koristi masivni uređaj kako bi se pokušao naučiti francuski dok spava: to nije uspjelo.
Tek pedesetih godina prošlog vijeka istraživači nisu otkrili da učinci hipnopedije zapravo nisu posljedica spavanja. Umjesto toga, ove su kontracepcije zapravo probudile ljude. Debunkeri su to mogli prepoznati primjenom relativno uspostavljene tehnike zvane elektroencefalografija (EEG), koja bilježi električne signale mozga kroz elektrode postavljene na vlasište. Koristeći EEG na svojim sudionicima, istraživači su mogli reći da su učenici spavanja zapravo bili budni (nešto što i danas radimo u istraživanjima), i to je sve samo završilo istraživanje sna kao kognitivnog sredstva. Pedeset godina kasnije, sada znamo da je moguće promijeniti pamćenje tijekom spavanja, samo na drugačiji način nego što se prije očekivalo.
2007. godine, neuroznanstvenik Björn Rasch sa Sveučilišta Lübeck izvijestio je da se mirisi, koji su povezani s ranije naučenim materijalom, mogu upotrijebiti za ublažavanje uspavanog mozga. Autori studije naučili su sudionike o smještaju predmeta na rešetki, baš kao u igri Koncentracija, i izložili ih mirisu ruža dok su to radili. Zatim su sudionici spavali u laboratoriju, a eksperimenti su čekali do najdublje faze sna (sporovalno spavanje) kako bi ih još jednom izložili neugodnosti. Tada kad su se probudili, sudionici su se znatno bolje sjećali gdje se predmeti nalaze. Ovo je djelovalo samo ako su bili izloženi neugodnom mirisu ruže tijekom učenja i mirisali su ga tijekom sporog vala. Ako su bili izloženi neugodnom mirisu samo dok su budni ili za vrijeme REM spavanja, znak nije radio.
Gotovo da se činilo predobro da bi bilo istinito. Možemo li zaista 'označiti' sjećanja tijekom učenja mirisom, a zatim uvjeriti mozak da ga uvježbava tijekom spavanja? Više studija od početnog rada potvrdilo je nalaz, a pojavile su se i nove varijacije, poput korištenja zvučnih znakova umjesto mirisa.
U laboratoriju kognitivne neuroznanosti Paller na Sveučilištu Northwestern, gdje radim, objavljeno je više radova koji pokazuju kako neuroznanstvenici mogu povezati jedan zvuk s jednim objektom i pojedinačno ga ponovno aktivirati. Na primjer, možete se igrati koncentracije i naučiti da je mačka u donjem lijevom kutu, a čajnik je u gornjem desnom kutu. Kada naučite mačku, čujete meow, a kad učite čajnik, čujete zvižduk. Kad bismo za vrijeme spavanja sa sporim valom trebali svirati samo jedan od tih zvukova poput meawa, zapravo biste se sjetili mačjeg položaja čak i bolje od kotlića. Imajte na umu da su oba ova predmeta u početku podjednako dobro naučena, pokazujući da je znak za spavanje povoljno koristio mačku. Ova sposobnost odabira određene memorije radi ponovnog aktiviranja naziva se ciljanom reaktivacijom memorije (TMR).
Nazivamo ga TMR jer vjerujemo da igranje zvučnog znaka poput ovog ponovno aktivira memoriju za učenje lokacije iz prethodnog zadatka. Moj laboratorij vjeruje da ova ponovna reprodukcija memorije omogućuje mozgu da ojača svoju memorijsku zastupljenost, što dovodi do boljeg pamćenja. Radeći sa štakorima, znanstvenici mozga Daniel Bendor i Matthew Wilson s Massachusetts Institute of Technology pronašli su upravo ovu očekivanu reprizu kad su primijenili zvučne znakove povezane s prethodnim učenjem.
Neuroznanstvenici sada počinju stavljati TMR na posao. Jedna nedavna studija moje grupe uvelike je djelovala poput videoigre Guitar Hero, u kojoj svirač zauzima središnju pozornicu kao glazbenik. James Antony, sada postdoktor na Sveučilištu Princeton, ali u to vrijeme diplomski student, polaznici su naučili dva glazbena nastavka na tipkovnici. Pjesme su bile sastavljene od četiri note, koje su se doimale kao krugovi koji padaju, slično kao stvarna igra. Nakon što su podjednako dobro naučili obje pjesme, sudionici su se uspavali, a Antonija ih je ugađao jednom od pjesama. Nakon što su ponovno testirani nakon spavanja, sudionici su bili bolji u pjesmi koja je spavala nego ona koja je bila neuključena. Zamislite kako biste brzo mogli naučiti novi glazbeni instrument ili pjesmu, samo podsjetivši svoj spavajući mozak na prethodno učenje!
Iako su neka translacijska istraživanja izašla na površinu, još uvijek ne znamo granice TMR-a ili spavanje općenito. U radu za 2017. postdoktorska istraživačica Laura Batterink iz mog laboratorija i kolege otkrili su da TMR čuvanje u kombinaciji s spavanjem REM dovodi do boljeg prisjećanja na riječi izgovorene tijekom popodnevnog drijema. Čini se da ovo istraživanje ukazuje na REM spavanje kao korisno stanje kada su cued memorije integrirane u postojeće memorijske mreže.
Izvanredna pitanja koja još moramo riješiti uključuju: djeluje li ovo za učenje stranih jezika (tj. Učenje gramatike) ili samo učenje stranog rječnika? Može li se koristiti za održavanje održavanja memorije u starijoj populaciji? Znači li reaktivacija nekih sjećanja da se druga brišu još brže?
Osobno me zanima kako bi se ta reaktivirana sjećanja mogla mijenjati zbog tih nagovještaja. Moji trenutni projekti usmjereni su na ispitivanje da li postavljanje znakova uzrokuje da čitava memorija održi detalje ili mogu li ovi znakovi objedinjavati "bit" memorije i gubiti suvišne detalje. Alternativno, TMR može pomoći u pojačavanju svih aspekata konsolidacije memorije i prikazivanju kognitivnih troškova samo za neočišćene stavke.
Imamo nekoliko prilika, a novi projekti za rješavanje ovih pitanja neprestano se pojavljuju. Ali još uvijek smo na granici razumijevanja uspavanog mozga. Za djelatnost koju obavljamo otprilike jednu trećinu svog života, postoji više pitanja nego odgovora. Možda su čudni ujak Dorsey i njegove Poe trake zapravo predviđali budućnost istraživanja sna. 
