Mērķtiecīga atmiņas atjaunošana ļaus jums gudrāk izmantot miega režīmu

Šis Kate Baggaley stāsts sākotnēji parādījās Van Winkles, izdevumā, kas veltīts miegam.

Vienā brīdī Marcel Proust “In Lost Time” meklēšanā stāstītājs pauze ar ieradumu ņemt tēju un madeleine sīkfailu. Kad viņš garšo „silto šķidrumu, kas sajaukts ar drupanām”, viņš ar prieku pārvar. Tējas un kūka aromāts izsauc atmiņas par savu jaunību, viscerālo saikni ar rīta rituālu, kuru viņš dalīja ar savu tanti.

Kā saprata Proust stāstītājs, mūsu sajūtas ir spēcīgas atmiņas atmiņas. Izrādās, tas ir taisnība miega laikā, kā pamodā. Lai gan mēs faktiski nevaram iemācīties jaunu informāciju, kad mēs pametām, pētnieki ir grūti strādāt pie procesa, kas piešķir mūsu sajūtām, lai palīdzētu smadzeņu smadzenēm nostiprināt vai izmest to, ko tā jau ir veikusi. Tehnoloģija, ko sauc par mērķtiecīgas atmiņas atkārtotu aktivizēšanu (TMR), izmanto trokšņus un smakas, lai pastiprinātu atmiņas stiprināšanas procesus, kas notiek miega laikā. Un, ja tas izrādās tikpat efektīvs kā zinātnieki, mēs varam to izmantot, lai uzlabotu mūsu spēju apgūt jaunu mācīšanos, atvieglotu traumatisku atmiņu saķeri vai pat mainīt cilvēku domāšanas veidu.

„Potenciālie pieteikumi ir milzīgi,” saka Susanne Diekelmann, Vācijas Tībingenas universitātes pētniece, kas jau vairākus gadus ir pārbaudījusi TMR.

Īsāk sakot, tas ļautu mums izpētīt un izmantot kontroli pār saikni starp miegu un atmiņu. „Atmiņa ir svarīga identitātei un kvalitatīvai dzīvei, tādēļ, ja TMR var palīdzēt atmiņai, tas var palīdzēt plašāk,” saka Džeimss Antony, Princeton University augstākais neirozinātnieks. „Jo daudzos veidos, ko mēs darām, cenšamies savākt atmiņas.”

KĀ SĒDĒM NODROŠINĀT MŪSU ATMIŅAS

Katru dienu mēs bombardējam ar informāciju - reklāmas, sarunas, tweets, snaps, dekorācijas, slack. Līdz brīdim, kad mēs paslīdam zem vākiem, mēs esam ieguvuši virkni trauslu, nesen kaltētu atmiņas, kas veidotas no savienojumiem starp neironiem. Daudzas no šīm atmiņām, piemēram, tas, ko katru dienu ēdam pusdienās, izzūd. Citi tiek stiprināti un pārveidoti par ilgtermiņa atmiņām. Šis process, ko sauc par atmiņas konsolidāciju, šķiet, notiek galvenokārt lēnas viļņu miega laikā. Pamatprocesu sauc par neirālo replay. Jauna fakta vai sejas mācīšana (ko sauc par atmiņas kodēšanu) atbilst atsevišķam neironu šaušanas modelim. Vēlāk miega laikā mūsu miega smadzenes atkārto šo pašu nervu šaušanas modeli no agrāk. Tā ir automātiska mācīšanās un atkārtošanās spēle, kas teorētiski palīdz implantēt atmiņas smagi smadzenēs.

„Tā kā jūsu smadzenes praktizē un mēģina šīs atmiņas, saka Penss Lūiss, neirozinātnieks un miega zinātnieks Velsas Kārdifas universitātē, kura darbs koncentrējas uz miega un atmiņas konsolidāciju.

Par katru atmiņu modelis izskatās nedaudz atšķirīgs. Bet šie tīkli pārklājas. “Katra zināšanu daļa, kas jums ir, ir saistīta ar citām lietām,” piebilst Antony. Tātad, kad mūsu miega smadzenes atkārto atmiņas, tā ne tikai stiprina tās - tā iegulda jaunu informāciju, ko esat iekļāvis esošajos zināšanu tīklos. Atgādiniet, piemēram, savu pēdējo braucienu uz pludmali. Jūs varētu atcerēties viļņus, kas crashing gar krastu, smilšu smiltis pret jūsu pirkstiem, emocijas, ko radīja jūsu biedri. Šie fragmenti tiek glabāti dažādās smadzeņu daļās. „Iespējams, ka tad, kad atmiņa tiek atskaņota šādā veidā, tā ir pilnīga multisensora pieredze,” Lewis saka.

Izmantojot TMR, mēs, iespējams, varēsim veidot šos procesus, izmantojot smaržas vai trokšņus (sākotnēji pieredzējušus, kad mēs pamodāmies un apgūstam jaunu informāciju), lai aizdedzinātu atskaņošanu. Pareizie smaržas vai skaņas var veicināt atmiņas konsolidācijas procesu, palīdzot stiprināt vai pat mainīt atmiņas.

TMR VĒSTURE

Zinātnieki vispirms ieguva, ka jutekļi var ietekmēt atmiņu miega laikā 1980. gados, kad viņi redzēja lielāku atmiņas aktivizēšanos žurkām, kuras bija satriektas divas reizes - mācīšanās uzdevuma laikā un pēc tam atkal miega laikā. Tad, 1990. gadā, Kanādas komanda apvienoja ar pulksteņa skaņu un loģisku uzdevumu. „Ideja bija„ atgādināt ”, ka„ darbs ”ir konsolidēt mūsu mazā uzdevuma atmiņu,” lai gan viņiem, iespējams, bija svarīgākas atmiņas, kas bija jākonsolidē, atgādina Carlyle Smith, vienu no pasaules vadošajiem miega pētniekiem un Trent Universitātes miega pētniecības laboratorijas Ontārijā direktors.

Smits vēlējās iegūt pierādījumus, ka atmiņas konsolidācija notika miega laikā, ko daudzi zinātnieki šajā laikā šaubījās. Viņš bija uz kaut ko, bet viņa darbs lielākoties tika ignorēts, jo tas bija pirms izrāvienu atklājumiem par zinātnieku pašreizējo izpratni par miegu un atmiņu.

2007. gadā Björn Rasch, biopsihologs un Diekelmannas kolēģis Fribourgas universitātē Šveicē, atdzīvināja TMR, izmantojot atmiņas spēles Concentration versiju. Lai gan cilvēki iemācījās saistīt kartītes attēlus ar noteiktām vietām uz datora ekrāna, zinātnieki sūknē rozes smaržu. Šī smarža, kas ieskrūvēta fonā, cilvēku prātos saista ar to, ko viņi mācījās. Tiem, kas miega laikā bija pakļauti atkārtotai aromātam, bija malas atgādināt par kartes izvietošanu.

Interesanti, komanda turpināja pārbaudīt tehniku, kuru viņi atklāja, varētu padarīt atmiņas stabilākas un darīt to ātrāk, nekā tas būtu citādi. Dažādi citi smaržas, ko viņi atklāja, tikpat labi strādāja, lai dotos atmiņā. Bet viņi vēl nebija pārliecināti, cik daudz informācijas var piesaistīt vienai smaržai, vai ja smarža laika gaitā varētu zaudēt atmiņas izraisošo jaudu.

Kad lēnās viļņa miega laikā atkal tika prezentētas dažas skaņas, priekšmeti precīzāk atcerējās saistīto attēlu vietas.

Tas nebija ilgi, pirms zinātnieki atklāja, ka arī skaņa ir efektīvs sprūds. Vienā eksperimentā subjektiem tika lūgts iegaumēt attēla koordinātu koordinātas, piemēram, kaķi vai tējkannu, kas bija savienota pārī ar atbilstošu skaņu, piemēram, moli vai svilpe. Kad lēnās viļņa miega laikā atkal tika prezentētas dažas skaņas, priekšmeti precīzāk atcerējās saistīto attēlu vietas.

TMR IESPĒJAS

Lai gan TMR ir sākumstadijā, pētnieki jau ir redzējuši lielu progresu, ko var darīt. Un šobrīd potenciāls šķiet neierobežots.

TMR, šķiet, veicina gan motorisko prasmi, gan arī skaidras atmiņas. Antony un viņa kolēģi izveidoja eksperimentu, izmantojot spēli, kas atgādināja „Guitar Hero”. Dalībnieki iemācījās divas dažādas melodijas, no kurām viena tika izglābta miega laikā. Pēc tam viņi varēja precīzāk atskaņot miega melodiju nekā otrs.

Un mēs, iespējams, varam izmantot TMR, lai mainītu atmiņas. Nesen Diekelmanns un viņas kohortas ziņoja, ka TMR palīdzēja vīriešiem izdomāt slēptos modeļus, pārveidojot viņu intuīciju sapratnē (sievietes nesaņēma tik lielu stimulu, bet lielākā daļa TMR pētījumu neatklāj atšķirības starp dzimumiem).

Kad Penny Lewis no Kārdifas Universitātes “dziedāja melodijas, ko cilvēki agrāk bija izmantojuši, cilvēki kļuva gan ātrāki, gan labāk rakstiski formulējot melodiju.

Un, kad Baterins un kompānija lūdza cilvēkus noņemiet vārdus, kas samontēti saskaņā ar gatavo gramatisko sistēmu, TMR likās palīdzēt viņiem intuitēt sistēmas noteikumus. "Tie ir diezgan mazi efekti," saka Batterink. "Tas nav tāpat kā viņi ir divreiz labāki."

Bet tomēr tas ir iedvesmojošs. Zinātnieki pat pēta, vai TMR var ietekmēt emocionālo atmiņu konsolidāciju. Lewis, piemēram, izrāda, vai miega laikā var izraisīt neērtas atmiņas, vai arī tās var padarīt tās mazāk apgrūtinošas.

„Mēs esam ieguvuši ļoti jaukus datus, kas liecina, ka tas ir iespējams,” viņa saka.

Lewis un viņas kolēģi iepazīstina cilvēkus, kas satrauc attēlus (piemēram, automašīnu avārijas) ar skaņu. Pēc miega, cilvēki, šķiet, atrod šos attēlus mazāk satraucoši, ja tie tika atkārtoti aktivizēti, izmantojot TMR. Viens no šīs parādības izskaidrojumiem var būt neirotransmiters, ko sauc par noradrenalīnu, kas REM miega laikā ievērojami samazinās. Tas palīdz kontrolēt mūsu ķermeņa fizioloģiskās bailes, piemēram, palielinātu sirdsdarbību, svīšanu vai skolēnu dilatāciju.

Lewis ir ienācis, vai miega laikā var izraisīt neuztraucošas atmiņas. „Mēs esam ieguvuši ļoti jaukus datus, kas liecina, ka tas ir iespējams,” viņa saka.

"Ideja ir tāda, ka tad, ja tu tajā laikā atcerēsieties šīs atmiņas, jums tiešām nav emocionālas atbildes," Lewis saka. „Tātad, atkārtoti to bez fizioloģiskas reakcijas, cilvēki varētu atdalīt atmiņu no emocijām.”

Nav grūti iedomāties TMR kā traumu traucējumu, tostarp PTSD, ārstēšanu. Tas ir aizraujoša perspektīva, bet tagad, pat agrīnos izmēģinājumos, kuros iesaistītas personas ar satraucošām atmiņām, ir pāragri izdarīt secinājumus, viņš saka.

„Mums ir nepieciešama laba datu bāze, pirms mēs to varam nodot pacientiem, jo ​​tas nav gluži skaidrs, ko tas darīs,” sacīja Rasčs. „Vai tas tiešām palīdz cilvēkiem, aktivizēt šo traumatisko atmiņu miega laikā, vai arī tas padara lietas sliktākas?”

Rasčs un viņa kolēģi arī pēta, kā TMR varētu veicināt svešvalodu vārdnīcas apguvi.

Un, lai gan TMR, šķiet, ir visnoderīgākā atmiņā, kas joprojām tiek konsolidēta, tā var izrādīties noderīga, palīdzot Alzheimera slimniekam atcerēties ceļu mājās vai atpazīt ģimenes locekļus. Fiziskie terapeiti varētu arī gūt labumu no TMR, lai palīdzētu cilvēkiem atgūt motoriskās prasmes pēc insulta vai traumas.

Tā ir arī iespēja, ka TMR varētu pat ietekmēt to, kā cilvēki domā. Sakiet, ka esat kādā partijā, un vērojiet savu kolēģi visā istabā. Jūs vilnis; viņi nereaģē. Jums jāvērtē pats par sevi, vai viņi jūs uzbrūk vai vienkārši jūs neredzēja. Mēs pastāvīgi pārdzīvojam līdzīgi neskaidras situācijas. Daži cilvēki, piemēram, tie, kuriem ir trauksme vai depresija, visticamāk, uz tiem atstās negatīvu spin.

PROBLĒMA AR TMR

Neskatoties uz TMR lietojumprogrammu arsenālu, tā ietekme uz atmiņu ir smalka, un nav skaidrs, cik ilgi šie efekti ilgst. Ir jāizstrādā arī citi kinki.

Piemēram, kā cilvēka smadzenēs parādās individuālie atkārtojumi?

"Mēs pat nezinām, kā tas izskatās," saka Antony. Viņš un viņa kolēģi izmanto TMR, lai ilustrētu atmiņas atkārtošanu cilvēkiem, izmērot viņu priekšmetu agrāk skatīto attēlu reaktivāciju ar elektroencefalogrāfiju (EEG).

„Smarža ir ļoti spēcīgs sprūds, jo tas ir tieši saistīts ar šo smadzeņu reģionu, kas ir saistīts ar atmiņu, bet skaņas… vispirms ir jāapstājas pie stacijas.”

Skaņas un smaržas ir veiksmīgi izmantotas kā norādes TMR eksperimentos, un katram domēnam ir savas priekšrocības. Smarža, starteriem, nav svešinieks miega zinātnes pasaulē. Ir daži pierādījumi, ka garšaugi, piemēram, lavandas, var palīdzēt mums atpūsties un izkustēties, un šī smarža var ietekmēt cilvēka sapņu emocionālo saturu.

Patiešām, smadzeņu ožas sistēma ir cieši saistīta ar hipokampu un ar emocijām saistītām jomām, piemēram, amygdala. Smakas arī parasti mūs neuztrauc; tie tiek apstrādāti miega laikā, netraucējot to.

Tas pats neattiecas uz skaņām, kas tiek virzītas caur talamu.„Smarža ir ļoti spēcīgs sprūds, jo tas ir tieši saistīts ar šo smadzeņu reģionu, kas ir saistīts ar atmiņu, bet skaņas… vispirms jāpārtrauc stacijas stacijā,” saka Pereira.

Arī TMR precīzi kalibrējot skaņas, ir grūts. Trokšņi var viegli traucēt gulšņus. Un tomēr, „ja jūs tos pārāk klusi atskaņojat, jūs neesat pilnīgi pārliecināts, ka viņi tiek reģistrēti,” saka Batterink. „Tātad tas var būt nedaudz delikāts līdzsvars starp to, ka tilpums ir tieši piemērots individuāli.”

No otras puses, skaņa ir veiksmīgāka dzinēju prasmju izpildē nekā smarža; Dzirdes apstrādē iesaistītās smadzeņu zonas ir cieši saistītas ar motoriem, Diekelmanns saka.

Salīdzinot ar smaržām, skaņas ir vieglāk kontrolējamas arī mājās, tas nozīmē, ka zinātnieki varēja izdomāt gandrīz neierobežotu bibliotēku. "Ja mēs vēlējāmies 60 dažādas smakas, kas ir ļoti atšķirīgas viena no otras, tas būtu daudz grūtāk sakārtot," Lewis saka.

Smarža ir neass rīks, kas vienādi darbojas uz visām atmiņām (eksperimentālo mācību sesiju laikā). Skaņas nodrošina precīzāku, precīzāku pieeju, kas var noteikt atsevišķas atmiņas.

Turklāt skaņas var atskaņot un apstrādāt ātrāk nekā smakas. Smarža ir neass rīks, kas vienādi darbojas uz visām atmiņām (eksperimentālo mācību sesiju laikā). Skaņas nodrošina precīzāku, precīzāku pieeju, kas var noteikt atsevišķas atmiņas.

Ja TMR var izkļūt no laboratorijas, citi norādījumi joprojām ir lieli. Lai izmantotu mājās, zinātniekiem būtu jāizstrādā sīkrīks, lai identificētu personas miega stadiju un pēc tam nogādātu pēdu pareizajā laikā. Cilvēki kļūst pieraduši pie skaņas, katram līdzautoram Rebecca Spencer, no Massachusetts Amherst universitātes.

Smits, kurš iedomājas, ka TMR tiek izmantots mācībām vai sportam, saka: „Ideja gaida kādu ļoti vienkāršu ierīci vai lietotni, kas var darīt šīs lietas, lai gan es domāju, ka tas ir pilnīgi iespējams.”

Rasch un viņa kolēģi strādā pie tādas ierīces izstrādes, kas ierakstītu personas miegu un pēc tam automātiski uzrāda vārdus pareizajā laikā un pareizajā sējumā. Viņš sagaida, ka gada vai divu gadu laikā būs pierādījums par principiem, kurā brīdī viņš atradīs līdzstrādniekus, lai palīdzētu izstrādāt sīkrīku.

"Tas, iespējams, būtu saistīts ar elektrodiem vai kāda veida smadzeņu ierakstīšanas ierīci … daudz vienkāršāk nekā miega laboratorijā," viņš saka.

MĪKSTOŠĀ SĀKUMS AR ATMIŅU

Messing ar atmiņu ir bīstams bizness, un ikviena tehnoloģija, neatkarīgi no tā, cik labi paredzēta, var tikt izmantota nežēlīgiem līdzekļiem. Kad būs pienācis laiks TMR parādīties no laboratorijas, ir jāatzīst potenciāli negodīgi lietojumi.

Viena no lielākajām problēmām rodas tāpēc, ka TMR var ietekmēt cilvēku domāšanu. Un Rasčs pētījums par to, kā tā var novirzīt interpretācijas novirzes (kā mēs uztveram kādu, kas darbojas pret mums), ir tikai sākums.

"Jūs varat izmantot TMR, lai palīdzētu cilvēkiem samazināt savu aizspriedumu, bet jūs varat arī tikpat viegli … mēģināt pārliecināt cilvēkus, ka šīs idejas ir labākas, vai arī šie cilvēki ir labāki"

Antony ir piesardzīgs attiecībā uz ekstrapolāciju no šī darba. „Tas ir daudzsološs, bet nav bijusi tieša saikne, kas pierādītu, ka tas izārstēs rasismu,” viņš saka.

„Jūs varat izmantot TMR, lai palīdzētu cilvēkiem samazināt savas aizspriedumus, bet jūs varat arī tikpat viegli … mēģināt pārliecināt cilvēkus, ka šīs idejas ir labākas, vai arī šie cilvēki ir labāki,” saka Pereira, kas ir autorizējis rakstu, kas izskatīja solījumu un TMR pētījumu nepilnības.

Saskaņā ar pētnieku domām, TMR-smadzeņu mazgāšana ir maz ticama. Bet ir arī citas bažas: Iedomājieties, ka atrodaties viesnīcas istabā un, kamēr jūs gulējat, kāds caurulē īpaši sviesta kruasāna smaržu. Nākamajā rītā, dodoties uz brokastu bāru, jūs redzēsiet pūkainu konditorejas izstrādājumu pārdošanu. Jebkura produkta vai pat idejas vietā croissantiem un jūs saņemsiet ideju.

„Es domāju, ka galvenā problēma ir… ja neesat informēts par to, kas spēlē, kad jūs gulēt,” saka Rasch.

Ja visbiežāk sastopamais TMR iemiesojums ir mācīšanās veicināšanas rīks, ļaunprātīgu lietojumprogrammu risks, iespējams, ir neliels. Svarīgāka problēma, ko viņš saka, ir pārliecināties, ka cilvēki zina relatīvās izmaksas un ieguvumus.

"Mēs joprojām nesaprotam, kā tas darbojas," saka Pereira. "Jūs nezināt, kas notiks, un tāpēc jums nevajadzētu vienkārši iet mājās izmēģināt to pašu."

Ir parādījušās dažas negatīvas TMR eksperimentu sekas. Lewisa melodijas eksperimentā, piemēram, cilvēki, kas saņēma TMR, bija sliktāki nekā citi, lai izpildītu vai atšifrētu otro, nesagatavoto secību. Tas norāda, ka atmiņas atkārtošana var būt ierobežots resurss smadzenēs.

“Ja jūs pierādāt, ka šī ir droša un efektīva tehnika izziņas uzlabošanai, tad kā jūs izlemjat, kam tas ir pieejams un kāpēc?”

Daudzi eksperimenti liecina par kompromisu, kur atkārtota aktivizēšana un tādējādi vienas atmiņas palielināšana ir citas izmaksas. Ja TMR rezultāts ir nulles summa, lietotāji var nepastiprināt atmiņas, uz kurām tie nav fokusēti. Skolēni varētu, piemēram, izlaist spāņu vārdnīcu uz tādu vienādojumu rēķina, ko viņi mācījās Trigā.

Vēl viena problēma ir tā, ka TMR lietotāji var nejauši radīt nepatiesas atmiņas. Tas jau notiek, kad mēs nododam atmiņas par ilgtermiņa uzglabāšanu; Atjaunošana saglabā vai vispārina pieredzes būtību, bet atsevišķas detaļas var sagraut. Iespējams, ka TMR veicinās šo procesu.

Un, tāpat kā ar citiem potenciālajiem kognitīvās funkcijas veicināšanas instrumentiem, zinātniekiem ir iemesls būt piesardzīgiem. „Mēs kaut ko darām ar smadzenēm tādā stāvoklī, kur apzināta kontrole ir ierobežota,” saka Rasčs. „Mums ir jāapsver tas.

Tā kā mēs joprojām nezinām, vai TMR ir kādas ilgtermiņa sekas veselībai, Rasch saka, ka tas vēl neiesaka to plašākā mērogā vai cilvēkiem ar tādiem nosacījumiem kā PTSD. Bet vienkāršai, individuālai lietošanai, piemēram, vārdnīcu apguvei, viņš saka, ka, iespējams, nav daudz briesmu.

Sākumā, TMR, iespējams, varētu būt dārga un piešķir vēl vairāk priekšrocību cilvēkiem, kuriem ir nauda, ​​lai sadedzinātu.

„Ja jūs pierādāt, ka šī ir droša un efektīva tehnika izziņas uzlabošanai,” saka Pereira. "Tad kā jūs izlemjat, kam tas ir pieejams un kāpēc?"

MEMORIJAS NĀKOTNE

Pirms tiek apspriests jautājums par piekĜuvi un nodomiem, pētījuma gadi vēl ir jāpabeidz, pirms zinātnieki sāk izplesties zemapziĦā, lai iegūtu, uzlabotu vai mainītu atmiņas. Un katram pētniekam nākotnes TMR dāvanas galu galā ir cerīgas, pat ja tās ir piesaistītas ar vairāk nekā nedaudz satraukumu.

Iedomājieties, ka šis scenārijs: divdesmit gadi no šī brīža notiek briesmīgs notikums, par kuru jūs esat klāt. Varbūt tas notika ceļā uz vienu nakti vai ceļojuma laikā. Neatkarīgi no tā, tas dziļi satricināja jūs un jūs atrodaties vajāti ar biedējošu atmiņu. Jūs varētu iesaistīties standarta sarunu terapijā, bet jūs varat arī izvēlēties, lai jūs tiktos ar vairāk specializētu ārstu.

Sesijas laikā ārsts spēlēs ātru toņu vai izkliedētu smaržu. Šī skaņa vai smarža atkal parādās, kad jūs baudāt parastu nakts miegu savā birojā, aktivizējot un pārveidojot atmiņu kā sapņojat. Jūs pamodīsieties, nebaidoties no ļaunās atceres, it kā tas būtu nekas vairāk kā mols, kas bija vajadzīgs lāzeram. No rīta jūs parakstīsiet dažus dokumentus, kas sakratīs ārsta roku.

Ir noņemts tas, kas varētu būt rēta un veidojis smadzenes. Tā nav pat atmiņas atmiņa - tā vienkārši ir pagājusi. Jūs varat brīvi virzīties uz priekšu, netraucēti, nākotnē.