Zacielenie na cieľovú pamäť vás urobí inteligentnejším, keď budete spať

Tento príbeh Kate Baggaleyovej sa pôvodne objavil vo Van Winkles, publikácii venovanej spánku.

Na jednom mieste v „Hľadaní strateného času“ Marcela Prousta rozbije zvykom zvyknúť si čaj a madeleine cookie. V okamihu, keď chutí „teplú tekutinu zmiešanú s omrvinkami“, prekonal s radosťou. Chuť čaju a koláča vyvoláva spomienky na jeho mladosť, viscerálny odkaz na ranný rituál, ktorý zdieľal so svojou tetou.

Ako si Proustov rozprávač uvedomil, naše zmysly sú mocnými kľúčmi k pamäti. Ukazuje sa, že toto je pravda v spánku ako v brázde. Aj keď sa nemôžeme v skutočnosti dozvedieť nové informácie, keď sa dopijeme, výskumníci sú tvrdo v práci na procese, ktorý prikáže našim zmyslom pomáhať snoozing mozgu posilniť alebo vyhodiť to, čo už bolo prijaté. Technika, nazvaná Targeted Memory Reactivation (TMR) používa zvuky a pachy na zosilnenie procesov posilňujúcich pamäť, ku ktorým dochádza počas spánku. A ak sa ukáže, že je to tak účinné, ako sa domnievajú vedci, môžeme ho využiť na zvýšenie našej schopnosti absorbovať nové učenie, uvoľniť uchopenie traumatických spomienok alebo dokonca zmeniť spôsob, akým si ľudia myslia.

„Potenciálne aplikácie sú obrovské,“ hovorí Susanne Diekelmann, výskumníčka na univerzite v Tübingen v Nemecku, ktorá už niekoľko rokov skúma TMR.

Stručne povedané, mohlo by nám to umožniť preskúmať a využiť kontrolu väzieb medzi spánkom a pamäťou. "Pamäť je dôležitá pre identitu a kvalitu života, takže ak TMR môže pomôcť pamäti, môže to pomôcť širšie," hovorí James Antony, špičkový neurológ z Princetonskej univerzity. "Pretože v mnohých ohľadoch to, čo robíme, je … snažiť sa zbierať spomienky."

AKO SLEEP SOLIFIFIES NAŠE PAMÄTI

Každý deň nás bombardujú informácie - reklamy, konverzácie, tweety, snímky, scenérie, Slacks. V čase, keď sme skĺzli pod kryty, sme nahromadili reťazec krehkých, novo razených spomienok, ktoré sú postavené z prepojení medzi neurónmi. Mnohé z týchto spomienok, rovnako ako to, čo jeme na obed každý deň, sa časom strácajú. Ostatné sú posilnené a premenené na dlhodobé spomienky. Zdá sa, že tento proces, nazývaný konsolidácia pamäte, nastáva hlavne počas pomalého spánku. Základný proces sa nazýva nervové prehrávanie. Učenie sa novej skutočnosti alebo tváre (nazývanej kódovanie pamäte) zodpovedá odlišnému vzoru neurálneho vypaľovania. Neskôr, počas spánku, naše spiace mozgy prehrávajú ten istý vzor nervového pálenia z predošlého obdobia. Je to automatická hra učenia a opakovania, ktorá, podľa teórie, pomáha implantovať spomienky pevne v mozgu.

"Je to ako váš mozog cvičil a skúšal tieto spomienky," hovorí Penny Lewis, neurológka a vedkyňa spánku na Cardiffskej univerzite vo Walese, ktorej práca sa zameriava na spánok a konsolidáciu pamäte.

Pre každú pamäť, vzor vyzerá trochu inak. Ale tieto weby sa prekrývajú. „Každý poznatok, ktorý máte, súvisí s inými vecami,“ dodáva Antony. Takže keď náš spiaci mozog reprodukuje spomienky, nie je to len ich posilnenie - vloží nové informácie, ktoré ste získali do existujúcich sietí vedomostí. Pripomeňme si napríklad svoju poslednú cestu na pláž. Možno si spomeniete na vlny padajúce pozdĺž brehu, piesok proti prstom na nohách, emócie, ktoré vaši spoločníci vzbudili. Tieto fragmenty sú uložené v rôznych častiach mozgu. „Je pravdepodobné, že keď sa pamäť prehrá takýmto spôsobom, je to plný multisenzorický zážitok,“ hovorí Lewis.

S TMR môžeme byť schopní tieto procesy formovať pomocou vôní alebo zvukov (spočiatku, keď sme prebudení a učíme sa nové informácie), aby sme zapálili záznamy. Správne vône alebo zvuky môžu podporiť proces konsolidácie pamäte, čo pomáha posilniť - alebo dokonca pozmeniť - spomienky.

HISTÓRIA TMR

Vedci sa najprv dozvedeli, že zmyslové podnety môžu ovplyvniť pamäť počas spánku v osemdesiatych rokoch, keď videli väčšiu aktiváciu pamäte u potkanov, ktorí boli dvakrát šokovaní - počas učenia a potom počas spánku. Potom, v roku 1990, tím v Kanade spároval zvuk tikajúcich hodín s logickou úlohou. „Myšlienkou bolo„ pripomenúť “tému„ práce “pri upevňovaní spomienky na našu malú úlohu,“ aj keď pravdepodobne mali dôležitejšie spomienky, ktoré bolo potrebné konsolidovať, spomína Carlyle Smith, jeden z popredných svetových výskumníkov spánku a riaditeľ výskumných laboratórií Trent University v Ontáriu.

Smith chcel zozbierať dôkazy o tom, že v spánku nastala konsolidácia pamäte, o ktorej mnohí vedci pochybovali. Bol na niečom, ale jeho práca bola väčšinou ignorovaná, pretože predchádzala prelomovým objavom o nahrávkach, ktoré sú základom súčasného chápania spánku a pamäte vedcami.

V roku 2007 Björn Rasch, biopsychológ a kolega Diekelmanna na univerzite vo Fribourgu vo Švajčiarsku, oživil TMR pomocou verzie pamäťovej hry Concentration. Zatiaľ čo sa ľudia naučili spájať obrázky kariet s určitými miestami na obrazovke počítača, vedci čerpali vôňu ruží. Tento zápach, ktorý sa vliekol do pozadia, sa spojil v mysliach ľudí s tým, čo sa učili. Tí, ktorí boli znovu vystavení aróme počas spánku, mali výhodu v pripomenutí umiestnenia kariet.

Tím zaujal techniku, ktorú zistil, že spomienky môžu byť stabilnejšie, a to rýchlejšie, než by inak boli. Objavili sa aj iné iné vône, ktoré fungovali rovnako dobre na to, aby si zapamätali spomienky. Ale neboli si ešte istí, koľko informácií by sa mohlo pripnúť k jednému zápachu, alebo ak by časom stratil zápach.

Keď sa počas spánku v pomalých vlnách znova zobrazili určité zvuky, subjekty si spomenú na miesta pre pridružené obrázky presnejšie.

Nebolo to dlho predtým, než vedci zistili, že aj tento zvuk je účinným spúšťačom. V jednom experimente boli subjekty požiadané, aby si zapamätali súradnice mriežky obrazu, ako je napríklad mačka alebo kanvica, ktoré boli spárované s relevantným zvukom, ako je meow alebo píšťalka. Keď sa počas spánku v pomalých vlnách znova zobrazili určité zvuky, subjekty si spomenú na miesta pre pridružené obrázky presnejšie.

SCHOPNOSTI TMR

Hoci TMR je v plienkach, výskumníci už videli veľký pokrok v tom, čo môže urobiť. A práve teraz sa potenciál zdá byť bezhraničný.

Zdá sa, že TMR posilňuje motorické zručnosti, ako aj explicitné spomienky. Antony a jeho kolegovia vytvorili experiment, ktorý sa podobal hre „Guitar Hero“. Účastníci sa naučili dve rôzne melódie, z ktorých jedna bola počas spánku. Následne boli schopní hrať spánkovú melódiu presnejšie ako tá druhá.

A mohli by sme byť schopní použiť TMR aj na zmenu spomienok. Nedávno Diekelmann a jej kohorty uviedli, že TMR pomohlo mužom vymyslieť skryté vzory, transformujúc svoju intuíciu na porozumenie (ženy nedostali tak výraznú podporu, ale väčšina štúdií TMR neodhalila žiadny rozdiel medzi pohlaviami).

Keď si Penny Lewis z Cardiffskej univerzity vymieňali „melódie, ktoré si ľudia už predtým vybrali, ľudia sa stali rýchlejšími a lepšími, keď písali písomne.

A keď Batterink a spoločnosť požiadali ľudí, aby si vymysleli slová zostavené podľa zostaveného gramatického systému, TMR im pomohlo intuitívne pochopiť pravidlá systému. "Toto sú veľmi malé efekty," hovorí Batterink. "Nie je to tak, že sú dvakrát tak dobrí."

Ale stále je to inšpirujúce. Vedci dokonca skúmajú, či TMR môže ovplyvniť konsolidáciu emocionálnych spomienok. Lewis, napríklad, je kopanie do toho, či spúšťanie rozrušujúce spomienky počas spánku môže byť menej stresujúce.

„Máme veľmi pekné údaje, ktoré naznačujú, že to môže,“ hovorí.

Lewis a jej kolegovia prezentujú ľudí, ktorí rušia obrázky (ako napríklad autonehody) spárované so zvukom. Zdá sa, že po spánku ľudia zistia, že tieto obrazy sú menej znepokojujúce, ak boli reaktivované pomocou TMR. Jedným z vysvetlení tohto javu môže byť neurotransmiter nazývaný noradrenalín, ktorý sa počas REM spánku výrazne znižuje. Pomáha kontrolovať fyziologické strachové reakcie nášho tela, ako je zvýšená srdcová frekvencia, potenie alebo dilatácia žiakov.

Lewis je kopanie do toho, či spúšťanie rozrušujúce spomienky počas spánku môže byť menej stresujúce. „Máme veľmi pekné údaje, ktoré naznačujú, že to môže,“ hovorí.

„Myšlienkou je, že ak si v tom čase budete spomínať tieto spomienky, v skutočnosti nemôžete mať emocionálnu odozvu,“ hovorí Lewis. "Takže jej opätovné prehrávanie bez fyziologickej odozvy môže pomôcť ľuďom oddeliť pamäť od emócií."

Nie je ťažké predstaviť si TMR ako liečbu porúch traumy vrátane PTSD. Je to pozoruhodná perspektíva, ale teraz, dokonca aj v skorých skúškach s tými, ktorí majú znepokojujúce spomienky, je príliš skoro na to, aby sme vyvodili závery, hovorí.

„Potrebujeme dobrú databázu predtým, než ju môžeme preniesť na pacientov, pretože nie je celkom jasné, čo to bude robiť,“ hovorí Rasch. "Pomáha to ľuďom, aktivovať túto traumatickú pamäť počas spánku, alebo robí veci horšie?"

Rasch a jeho kolegovia tiež skúmajú, ako môže TMR uľahčiť učenie sa cudzojazyčného slovníka.

A hoci sa zdá, že TMR je najužitočnejšia pri zlepšovaní spomienok, ktoré sa ešte stále konsolidujú, môže byť užitočné pomôcť pacientom s Alzheimerovou chorobou spomenúť si cestu domov alebo rozpoznať členov rodiny. Fyzioterapeuti by tiež mohli využiť TMR, aby pomohli ľuďom obnoviť motorické zručnosti po mŕtvici alebo zranení.

Je tiež v rámci možností, že TMR môže dokonca ovplyvniť, ako si ľudia myslia. Povedzte, že ste na párty a pozerajte svojho kolegu cez miestnosť. Máš vlnu; nereagujú. Musíte sa sami posudzovať, či vás unášajú, alebo len nevideli. Celou dobu sa stretávame s podobnými nejednoznačnými situáciami. Niektorí ľudia, ako napríklad ľudia s úzkosťou alebo depresiou, sa na ne s väčšou pravdepodobnosťou obrátia.

PORUCHA S TMR

Napriek arzenálu aplikácií pre TMR je jeho vplyv na pamäť subtílny a nie je jasné, ako dlho budú účinky trvať. Musia sa vypracovať aj iné zlomy.

Napríklad, ako sa jednotlivé záznamy objavujú v ľudskom mozgu?

„Ani nevieme, ako vyzerá signál,“ hovorí Antony. On a jeho kolegovia používajú TMR na ilustráciu prehrávania pamäti u ľudí meraním reaktivácie objektov, ktoré boli predtým prezerané pomocou elektroencefalografie (EEG).

„Vôňa je veľmi silným spúšťačom, pretože je priamo spojená s touto oblasťou mozgu, ktorá súvisí s pamäťou, zatiaľ čo zvuky … musia najprv zastaviť na štafetovej stanici.“

Zvuk a vôňa boli úspešne použité ako podnety v experimentoch TMR a každá doména má svoje výhody. Vôňa pre začiatočníkov nie je vo svete vedy o spánku žiadnym cudzincom. Existujú dôkazy o tom, že bylinky, ako napríklad levanduľa, nám môžu pomôcť relaxovať a unášať sa a že vôňa môže ovplyvniť emocionálny obsah snov človeka.

V skutočnosti je čuchový systém mozgu úzko spojený s hipokampom a oblasťami súvisiacimi s emóciami, ako je amygdala. Pachy nás tiež zvyčajne nezobudia; spracujú sa počas spánku bez toho, aby ho rušili.

To isté neplatí pre zvuky, ktoré sú smerované cez thalamus.„Vôňa je veľmi silný spúšťač, pretože je priamo spojený s touto oblasťou mozgu, ktorá súvisí s pamäťou, zatiaľ čo zvuky … musia najprv zastaviť na štafetovej stanici,“ hovorí Pereira.

Presne kalibrované zvuky pre TMR sú tiež zložité. Hluky môžu ľahko narušiť podvaly. A predsa, „ak ich budete hrať príliš ticho, nie ste si úplne istí, že sú zaregistrovaní,“ hovorí Batterink. "Takže to môže byť trochu krehká rovnováha medzi získaním objemu práve na individuálnom základe."

Na druhej strane, zvuk je úspešnejší pri cúvaní motorického výkonu ako zápach; oblasti mozgu zapojené do spracovania sluchu sú silne prepojené s motorovými oblasťami, hovorí Diekelmann.

V porovnaní s vôňou sú zvuky ľahšie ovládateľné aj doma, čo znamená, že vedci by mohli vykúzliť takmer neobmedzenú knižnicu. "Ak by sme chceli 60 rôznych pachov, ktoré sú od seba naozaj výrazné, bolo by to oveľa ťažšie usporiadať," hovorí Lewis.

Zápach je tupý nástroj, ktorý pôsobí na všetky spomienky (naučené počas experimentálnych štúdií) rovnako. Zvuky umožňujú špecifickejší, jemnozrnný prístup, ktorý dokáže určiť jednotlivé spomienky.

A čo viac, zvuky sa dajú prehrávať a spracovávať rýchlejšie ako pachy. Zápach je tupý nástroj, ktorý pôsobí na všetky spomienky (naučené počas experimentálnych štúdií) rovnako. Zvuky umožňujú špecifickejší, jemnozrnný prístup, ktorý dokáže určiť jednotlivé spomienky.

Ak sa TMR môže vymaniť z laboratória, ostáva stranou. V prípade domáceho používania by vedci museli vyvinúť modul gadget, ktorý by identifikoval fázu spánku osoby, a potom by v správny čas vydal pokyn. Ľudia sa zvyknú na zvuk, podľa spoluautora Rebecca Spencer z University of Massachusetts Amherst.

Smith, ktorý si myslí, že TMR sa používa na štúdium alebo šport, hovorí: „Táto myšlienka čaká na nejaký veľmi jednoduchý prístroj alebo aplikáciu, ktorá dokáže robiť tieto veci, aj keď si myslím, že je to celkom možné.“

Rasch a jeho kolegovia pracujú na vývoji takéhoto zariadenia, ktoré by zaznamenávalo spánok osoby a potom automaticky prezentovalo slová v správnom čase a správnom objeme. Očakáva, že za rok alebo dva bude mať dôkaz o zásadách, kedy nájde spolupracovníkov, ktorí pomôžu navrhnúť modul gadget.

„To by pravdepodobne zahŕňalo elektródy alebo nejaký druh zariadenia na záznam mozgu… oveľa jednoduchšie ako v spánkovom laboratóriu,“ hovorí.

TMAVÁ STRANA ZASIAHNUTIA S PAMÄTI

Messing s pamäťou je nebezpečný biznis a každá technológia, bez ohľadu na to, ako dobre je určená, môže byť použitá pre hanebné prostriedky. Keď príde čas, aby sa TMR vynorilo z laboratória, musia sa rozpoznať potenciálne zlovestné použitia.

Jedným z najväčších obáv je skutočnosť, že TMR môže ovplyvniť, ako si ľudia myslia. A Raschov výskum v tom, ako môže posunúť interpretačné skreslenie (ako vnímame, že niekto koná voči nám) je len začiatkom.

„TMR môžete používať na pomoc ľuďom pri znižovaní ich zaujatosti, ale môžete tiež jednoducho …… presvedčiť ľudí, že tieto myšlienky sú lepšie, alebo títo ľudia sú lepší“

Antony je opatrný pri extrapolácii z tejto práce. „Je to sľubné, ale neexistuje priamy kontakt, ktorý by ukázal, že to bude vyliečiť rasizmus,“ hovorí.

„TMR môžete použiť na to, aby ste ľuďom pomohli znížiť ich skreslenie, ale môžete tiež jednoducho …… presvedčiť ľudí, že tieto myšlienky sú lepšie, alebo títo ľudia sú lepší,“ hovorí Pereira, ktorý spoluautoroval dokument, ktorý prehodnotil sľub a úskalia výskumu TMR.

Podľa výskumníkov je TMR vymývanie mozgov nepravdepodobné. Existujú však aj iné obavy: Predstavte si, že sa nachádzate v hotelovej izbe, a keď spíte, niekto dúcha v vôni obzvlášť maslového croissantu. Keď idete na druhý deň ráno do raňajkového baru, uvidíte lístkové pečivo na predaj. Sub akýkoľvek výrobok, alebo dokonca nápad namiesto croissanty a dostanete nápad.

„Myslím, že hlavným problémom je … ak nie ste informovaný o tom, čo sa hrá, keď spíte,“ hovorí Rasch.

Ak by najčastejšou inkarnáciou TMR boli nástroje na podporu učenia, riziko škodlivých aplikácií na Antony je pravdepodobne nízke. Dôležitejším záujmom je, aby ľudia vedeli o relatívnych nákladoch a prínosoch.

„Stále presne nevieme, ako to funguje,“ hovorí Pereira. „Neviete, čo sa bude diať, a tak by ste si to nemali robiť sami doma.“

Objavilo sa niekoľko negatívnych dôsledkov experimentov TMR. Napríklad v Lewisovom experimente s melódiou, ľudia, ktorí dostali TMR, boli horší ako ostatní pri vykonávaní alebo dešifrovaní druhej, nespojenej sekvencie. To naznačuje, že pamäťové záznamy môžu byť obmedzeným zdrojom v mozgu.

„Ak preukážete, že ide o bezpečnú a účinnú techniku ​​na zlepšenie poznávania, potom ako sa rozhodnete, kto k nemu má prístup a prečo?“

Mnohé experimenty poukazujú na kompromis, kde reaktivácia a teda zvýšenie jednej pamäte prichádza na úkor ďalšieho cementovania. Ak má TMR za následok nulový zisk, užívatelia by nemuseli posilniť spomienky, na ktoré sa nezameriavajú. Študenti môžu, povedzme, bacuľatú španielsku slovnú zásobu na úkor rovníc, ktoré sa naučili v Trig.

Ďalším záujmom je, že užívatelia TMR môžu omylom vytvoriť falošné spomienky. To sa už stáva, keď prenášame spomienky na dlhodobé skladovanie; reaktivácia zachováva alebo zovšeobecňuje podstatu skúsenosti, ale jednotlivé detaily sa môžu rozpadnúť. Je možné, že TMR tento proces povzbudí.

A ako aj iné potenciálne nástroje na podporu kognitívnych funkcií, vedci majú dôvod byť opatrní. „Robíme niečo s mozgom v stave, keď je vedomá kontrola obmedzená,“ hovorí Rasch. „Musíme to zvážiť.

Pretože stále nevieme s istotou, či TMR má dlhodobé zdravotné následky, Rasch hovorí, že by ho ešte vo väčšom rozsahu neodporúčal, ani ľuďom s podmienkami, ako je PTSD. Ale pre jednoduché, individuálne použitie, ako je učenie slovnej zásoby, hovorí, že pravdepodobne nie je veľké nebezpečenstvo.

TMR by pravdepodobne mohlo byť drahé a poskytlo ľuďom ešte viac peňazí na pálenie.

„Ak preukážete, že ide o bezpečnú a účinnú techniku ​​na zlepšenie kognície,“ hovorí Pereira. "Ako sa potom rozhodnete, kto k nemu má prístup a prečo?"

BUDÚCNOSŤ PAMÄTI

Predtým, ako sa otázka prístupu a zámeru dokonca prerokuje, je ešte potrebné dokončiť roky výskumu predtým, ako sa vedci začnú spláchnuť do podvedomia, aby získali, vylepšili alebo zmenili spomienky. A na jedného výskumníka sú budúce dary TMR v konečnom dôsledku nádejné, aj keď sú opatrené viac než trochou úzkosti.

Predstavte si tento scenár: Od dvadsiatich rokov sa odohráva hrozná udalosť, na ktorej ste prítomní. Možno sa to stalo na vašej ceste domov jednu noc alebo keď ste boli na cestách. Nech je to akokoľvek, zatriaslo ťa hlboko a ocitnete sa strašne strašnými spomienkami. Mohli by ste sa zapojiť do štandardnej talk-terapie, ale mohli by ste sa tiež rozhodnúť, aby ste sa dohodli s viac špecializovaným lekárom.

Počas tréningu by lekár mohol hrať rýchly tón alebo rozptýliť vôňu vône. Ten zvuk alebo vôňa sa znovu objavuje, keď sa tešíš z obyčajného nočného spánku v jeho kancelárii, spúšťa a prepája pamäť, ako si snívaš. Budete prebudení, bez zlých spomienok, akoby to nebolo nič viac, než len krtka, ktorý musel byť laserovaný. Ráno podpíšete niekoľko papierov, ktoré potriasli ruku lekára.

Čo mohlo mať zjazvený a tvarovaný mozog, bolo odstránené. Nie je to ani spomienka na pamäť - je to jednoducho preč. Môžete sa voľne pohybovať dopredu, bez prekážok, do budúcnosti.