Reactivarea memoriei direcționate vă va face mai inteligenți pe măsură ce dormiți

Această poveste de Kate Baggaley a apărut inițial în Van Winkles, publicația dedicată somnului.

La un moment dat în filmul lui Marcel Proust "În căutarea timpului pierdut", povestitorul rupe cu obiceiul de a lua ceva ceai și un cookie madeleine. În momentul în care gustă "lichidul cald amestecat cu fâșiile", el este depășit cu bucurie. Aroma ceaiului și prăjiturii citează amintirile tinereții sale, o legătură viscerală cu ritualul de dimineață pe care la împărțit cu mătușa.

Așa cum a realizat naratorul lui Proust, simțurile noastre sunt chei puternice ale memoriei. Se pare că acest lucru este adevărat în somn ca și în trezire. Deși nu putem învăța de fapt noi informații pe măsură ce facem, cercetătorii se străduiesc să lucreze într-un proces care ne comandă simțurile pentru a ajuta la întărirea creierului sau la eliminarea a ceea ce a fost deja luat. Tehnica numită Reactivare de memorie orientată (TMR), utilizează zgomote și mirosuri pentru a amplifica procesele de întărire a memoriei care au loc în timpul somnului. Și dacă se dovedește la fel de eficace ca și oamenii de știință, credem că o vom putea folosi pentru a spori abilitatea noastră de a absorbi noi învățări, de a slăbi aderența amintirilor traumatizante sau chiar de a schimba modul în care cred oamenii.

"Aplicațiile potențiale sunt uriașe", spune Susanne Diekelmann, cercetător la Universitatea din Tübingen, Germania, care a cercetat TMR de mai mulți ani.

Pe scurt, ne-ar putea permite să explorăm și să profităm de controlul legăturilor dintre somn și memorie. "Memoria este importantă pentru identitatea și viața de calitate, așa că dacă TMR poate ajuta memoria, ar putea ajuta mai mult", spune James Antony, neurolog de top la Universitatea Princeton. "Pentru că în multe feluri ceea ce facem este … încercarea de a aduna amintiri".

CUM SLEEP SOLIDIFIEZĂ MEMORIILE NOASTRE

În fiecare zi suntem bombardați cu informații - anunțuri, conversații, tweets, snaps, peisaje, pantaloni. Până când ne alunecăm sub capace, am adunat o serie de amintiri fragile, recent minate, care sunt construite din conexiuni între neuroni. Multe dintre aceste amintiri, ca și ceea ce mâncăm pentru prânz în fiecare zi, se estompează cu timpul. Altele sunt întărite și transformate în amintiri pe termen lung. Acest proces, numit consolidare a memoriei, pare să apară în principal în timpul somnului cu un ritm lent. Procesul de bază se numește replay neural. Învățarea unui nou fapt sau a unei fețe (numită codificare a memoriei) corespunde unui model distinct de ardere neurală. Mai târziu, în timpul somnului, creierul nostru adormit repetă același model de arsură neural de la începutul anilor. Este un joc automat de învățare și repetare, care, teoria merge, ajută la implantarea fermă a amintirilor în creier.

"Este ca și cum creierul dvs. practică și repetează aceste amintiri", spune Penny Lewis, un cercetător de neurolog și somn la Universitatea Cardiff din Țara Galilor, a cărui activitate se axează pe somn și consolidarea memoriei.

Pentru fiecare memorie, modelul arată puțin diferit. Dar aceste web-uri se suprapun. "Fiecare știință pe care o aveți este legată de alte lucruri", adaugă Antony. Deci, atunci când creierul nostru de dormit își aduce amintiri, nu doar le întărește - încorporează noi informații pe care le-ați adus în rețelele existente de cunoștințe. Amintiți-vă, de exemplu, ultima excursie pe plajă. S-ar putea să vă aduceți aminte de valurile care se prăbușeau de-a lungul țărmului, de pietrișul de nisip împotriva degetelor de la picioare, de emoțiile provocate de tovarășii voștri. Aceste fragmente sunt stocate în diferite părți ale creierului. "Este posibil ca atunci când o memorie este replayată în acest fel este o experiență multisenzorială completă", spune Lewis.

Cu TMR, am putea fi capabili să modelați aceste procese prin folosirea de mirosuri sau zgomote (inițial experimentate atunci când suntem treji și învățând informații noi) pentru a declanșa repetări. Aromele și sunetele corecte pot spori procesul de consolidare a memoriei, contribuind la întărirea - sau chiar modificarea - amintirilor.

ISTORIA TMR

Oamenii de stiinta au obtinut mai intai un indiciu ca indiciile senzoriale ar putea influenta memoria in timpul somnului in anii 1980, cand au vazut o mai mare activare a memoriei la sobolani care au fost socati de doua ori - in timpul unei sarcini de invatare si apoi din nou in timpul somnului. Apoi, în 1990, o echipă din Canada a împerecheat un sunet de ceas cu o sarcină logică. "Ideea a fost aceea de a" aminti "subiectul" de a lucra "în consolidarea amintirii misiunii noastre mici", deși aveau probabil amintiri mai importante care trebuiau consolidate, își amintește Carlyle Smith, directorul laboratoarelor de cercetare Sleep Research din Universitatea Trent din Ontario.

Smith a vrut să adune dovezi că consolidarea memoriei a avut loc în somn, pe care mulți oameni de știință i-au pus la îndoială în acel moment. El a fost pe ceva, dar munca sa a fost ignorată cel mai mult pentru că a precedat descoperirile descoperite despre replicile care stau la baza înțelegerii actuale a oamenilor de știință despre somn și memorie.

În 2007, Björn Rasch, biopsiholog și coleg de Diekelmann la Universitatea din Fribourg, Elveția, a reînviat TMR folosind o versiune a jocului de memorie Concentration. În timp ce oamenii învățau să asocieze imagini cu cărți cu anumite locații pe ecranul unui computer, oamenii de știință au pompat în mirosul de trandafiri. Acest miros, adus în fundal, a devenit legat de mintea oamenilor cu ceea ce învață. Cei care au fost re-expuși la aromă în timpul somnului au avut o margine în amintirea plasarea cardurilor.

Intrigat, echipa a continuat să investigheze tehnica, pe care au descoperit-o, pentru a-și putea face amintirile mai stabile și pentru a face mai repede decât ar fi altfel. Diverse alte mirosuri, pe care le-au descoperit, au lucrat la fel de bine pentru a reaminti amintirile. Dar nu erau încă siguri cât de multă informație ar putea fi fixată la un singur miros sau dacă un miros ar putea pierde puterea de declanșare a memoriei în timp.

Atunci când anumite sunete au fost prezentate din nou în timpul somnului cu undă lentă, subiecții își amintesc mai bine locațiile pentru imaginile asociate.

Nu cu mult timp înainte oamenii de știință au descoperit că și sunetul este un declanșator eficient. Într-un experiment, subiecții au fost rugați să memoreze coordonatele rețelei dintr-o imagine, cum ar fi o pisică sau o ceainică, care au fost asociate cu un sunet relevant, cum ar fi un mioar sau un fluier. Atunci când anumite sunete au fost prezentate din nou în timpul somnului cu undă lentă, subiecții își amintesc mai bine locațiile pentru imaginile asociate.

CAPACITĂȚILE TMR

Deși TMR este în fază incipientă, cercetătorii au văzut deja progrese importante în ceea ce poate face. Și potențialul, chiar acum, pare nemărginit.

RMN pare să sporească abilitățile motorii, precum și amintirile explicite. Antony și colegii săi au creat un experiment folosind un joc asemănător cu "Guitar Hero." Participanții au învățat două melodii diferite, dintre care unul a fost cugetat în timpul somnului. Ulterior, au reușit să redea melodia de somn mai precis decât cealaltă.

Și am putea folosi TMR pentru a schimba și amintirile. Recent, Diekelmann și cohorta ei au raportat că TMR ia ajutat pe bărbați să-și dea seama de modelele ascunse, transformând intuiția lor în înțelegere (femeile nu au primit un impuls semnificativ, însă cele mai multe studii TMR nu dezvăluie diferențe între sexe).

Când Penny Lewis de la Universitatea din Cardiff a cucerit "melodiile pe care oamenii le-au descoperit mai devreme, oamenii au devenit mai rapizi și mai buni în a-și articula melodia în scris.

Și când compania Batterink și compania i-au cerut oamenilor să descifreze cuvinte asamblate conform unui sistem gramatical, TMR părea să-i ajute să intuiască regulile sistemului. "Acestea sunt efecte destul de mici", spune Batterink. - Nu e ca și cum ar fi de două ori mai bune.

Dar totuși, este inspirator. Oamenii de știință investighează chiar dacă TMR poate influența modul în care amintirile emoționale sunt consolidate. Lewis, de exemplu, sapă în a determina dacă declanșarea sau nu a amintirilor supărătoare în timpul somnului le poate face mai puțin dureroase.

"Avem câteva date foarte frumoase care sugerează că poate," spune ea.

Lewis și colegii ei prezintă oamenilor tulburarea imaginilor (cum ar fi accidentele de mașină) asociate cu un indiciu de sunet. După somn, oamenii par să găsească aceste imagini mai puțin îngrijorătoare dacă au fost reactivate folosind TMR. O explicație pentru acest fenomen ar putea fi un neurotransmițător numit noradrenalină, care este foarte diminuat în timpul somnului REM. Ajută la controlul răspunsurilor fiziologice ale trupului nostru, cum ar fi creșterea frecvenței cardiace, transpirația sau dilatarea elevilor.

Lewis se ocupă de faptul dacă declanșarea sau nu a amintirilor supărătoare în timpul somnului îi poate face mai puțin dureroase. "Avem câteva date foarte frumoase care sugerează că poate," spune ea.

"Ideea este că dacă veți relua aceste amintiri la acel moment, de fapt nu puteți avea răspunsul emoțional", spune Lewis. Astfel, reluarea acesteia fără răspunsul fiziologic ar putea ajuta oamenii să decupleze memoria de emoție ".

Nu este greu de imaginat TMR ca un tratament pentru tulburările traumatice, inclusiv PTSD. Este o perspectivă tantalizantă, dar deocamdată, chiar și în studiile timpurii care implică cei cu amintiri supărătoare, este prea devreme pentru a trage concluzii, spune el.

"Avem nevoie de o bază de date bună înainte de a putea transfera acest lucru pacienților, pentru că nu este foarte clar ce va face", spune Rasch. "Asta ajută oamenii, să reactiveze această amintire traumatică în timpul somnului sau face lucrurile să se înrăutățească?"

Rasch și colegii săi investighează de asemenea modul în care RMN ar putea facilita învățarea vocabularului în limbi străine.

Și în timp ce TMR pare să fie cel mai util în îmbunătățirea amintirilor care sunt încă în curs de consolidare, s-ar putea dovedi de ajutor în a ajuta pacienții cu Alzheimer să-și amintească modul de acasă sau să recunoască membrii familiei. Fizioterapeuții ar putea de asemenea să profite de TMR pentru a ajuta oamenii să-și recupereze abilitățile motorii după un accident vascular cerebral sau un accident.

Este, de asemenea, bine în sfera posibilității ca TMR să poată influența chiar și modul în care oamenii gândesc. Spuneți că sunteți la o petrecere și căutați colegul în cameră. Voi mergeți; ei nu răspund. Trebuie să vă judeci pe voi înșivă dacă vă deranjează sau doar nu vă vedeți. Ne confruntăm mereu cu situații ambigue similare. Unii oameni, cum ar fi cei cu anxietate sau depresie, au mai multe șanse de a pune un spin negativ asupra lor.

TROUBLEUL CU TMR

În ciuda arsenalului de aplicații pentru TMR, influența sa asupra memoriei este subtilă și nu este clar cât durează efectele. Și trebuie să fie rezolvate alte probleme.

De exemplu, cum apar replicile individuale în creierul uman?

"Nici macar nu stim cum arata semnalul", spune Antony. El și colegii săi utilizează TMR pentru a ilustra reluarea memoriei la oameni prin măsurarea reactivării subiecților lor cu imaginile vizionate anterior cu electroencefalografie (EEG).

"Mirosul este un declanșator foarte puternic, deoarece este conectat direct la această regiune a creierului care este legată de memorie, în timp ce sunetele … trebuie să se oprească mai întâi la postul de releu".

Sunetul și mirosul au fost folosite cu succes ca repere în experimentele TMR, fiecare domeniu având avantaje proprii. Mirosul, pentru început, nu este străin în lumea științei somnului. Există unele dovezi că ierburi, cum ar fi levantica, ne pot ajuta să ne relaxăm și să ne îndepărtăm, iar acest miros poate afecta conținutul emoțional al viselor unei persoane.

Într-adevăr, sistemul olfactiv al creierului este strâns legat de hipocamp și de zone legate de emoție, cum ar fi amigdala. De asemenea, mirosurile nu ne trezesc; ele sunt procesate în timpul somnului, fără a le deranja.

Același lucru nu este valabil și pentru sunetele care sunt dirijate prin talamus."Mirosul este un declanșator foarte puternic, deoarece este conectat direct la această regiune a creierului care este legată de memorie, în timp ce sunetele … trebuie să se oprească mai întâi la stația de releu", spune Pereira.

Sincronizarea exactă a sunetelor pentru TMR este, de asemenea, complicată. Zgomotele pot deranja traversele cu ușurință. Și totuși, "dacă le jucați prea liniștit, nu sunteți siguri că sunt înregistrați", spune Batterink. "Deci, poate fi un pic de echilibru delicat intre obtinerea volumului doar pe o baza individuala".

Pe de altă parte, sunetul are mai mult succes la atingerea performanțelor motorului decât la miros; zonele creierului implicate în procesarea auditivă sunt puternic legate de zonele cu motor, spune Diekelmann.

În comparație cu mirosurile, sunetele sunt, de asemenea, mai ușor de controlat acasă, ceea ce înseamnă că oamenii de știință ar putea crea o bibliotecă aproape nelimitată a acestora. "Dacă vrem 60 de mirosuri diferite, care sunt cu adevărat distinctive unele de altele, ar fi mult mai greu de aranjat", spune Lewis.

Un miros este un instrument bont care acționează asupra tuturor amintirilor (învățate în timpul sesiunilor de studiu experimental) în mod egal. Sunetele permit o abordare mai precisă și mai fină, care poate identifica amintirile individuale.

Mai mult, sunetele pot fi redate și procesate mai repede decât mirosurile pot. Un miros este un instrument bont care acționează asupra tuturor amintirilor (învățate în timpul sesiunilor de studiu experimental) în mod egal. Sunetele permit o abordare mai precisă și mai fină, care poate identifica amintirile individuale.

Dacã, în cazul în care TMR poate ieși din laborator, alte considerente practice rãmân în larg. Pentru utilizarea la domiciliu, oamenii de știință ar trebui să dezvolte un obiect gadget pentru a identifica stadiul de somn al unei persoane și apoi să dea un indiciu la momentul potrivit. Oamenii devin obișnuiți cu sunetul, pe co-autorul Rebecca Spencer, de la Universitatea din Massachusetts Amherst.

Smith, care prevede că RMN este folosit pentru studii sau sport, spune: "Ideea așteaptă un fel de dispozitiv sau aplicație foarte simplă care poate face aceste lucruri, deși cred că este posibil".

Rasch si colegii lui lucreaza la dezvoltarea unui astfel de dispozitiv, care ar inregistra somnul unei persoane si apoi va prezenta automat cuvintele la momentul potrivit si volumul drept. Se așteaptă să aibă dovadă de principiu într-un an sau doi, moment în care va găsi colaboratori pentru a ajuta la proiectarea obiectului gadget.

"Aceasta ar implica, probabil, electrozi sau un fel de dispozitiv de înregistrare a creierului … mult mai simplu decât în ​​laboratorul de somn", spune el.

PUNCTUL DE MARE CU MEMORIE

Messing-ul cu memorie este o afacere periculoasă și fiecare tehnologie, indiferent cât de bine intenționată, poate fi folosită pentru mijloace nefaste. Când va veni vremea ca TMR să iasă din laborator, utilizările potențial sinistre trebuie să fie recunoscute.

Una dintre cele mai mari preocupări vine din faptul că TMR poate influența modul în care cred oamenii. Și cercetarea lui Rasch despre modul în care poate schimba prejudecățile interpretării (modul în care percepem că cineva acționează față de noi) este doar începutul.

"Puteți folosi TMR pentru a ajuta oamenii să își reducă prejudecățile, dar puteți, la fel de ușor … să încercați să convingeți oamenii că aceste idei sunt mai bune sau că acești oameni sunt mai buni"

Antony este precaut să extrapoleze din această lucrare. "Este promițătoare, dar nu a existat o legătură directă care să demonstreze că aceasta va vindeca rasismul", spune el.

"Puteți folosi TMR pentru a ajuta oamenii să-și reducă prejudecățile, dar puteți, la fel de ușor … să încercați să convingeți oamenii că aceste idei sunt mai bune sau că acești oameni sunt mai buni", spune Pereira, care a coautorizat o lucrare revizuind promisiunea și capcane ale cercetării TMR.

TMR-brainwashing este putin probabil, potrivit cercetatorilor. Dar există și alte preocupări: Imaginați-vă că sunteți într-o cameră de hotel și, în timp ce dormiți, cineva conduce în mirosul unui croissant deosebit de unt. Pe măsură ce vă așezați la barul de mic dejun în dimineața următoare, vedeți căciurile de patiserie de vânzare. Sub orice produs sau chiar idee în locul croissantelor și veți obține ideea.

"Cred că principala problemă este … dacă nu sunteți informat despre ce se joacă când dormiți", spune Rasch.

În cazul în care cea mai comună încarnare a TMR va fi un instrument de stimulare a învățării, riscul de apariție a unor malware, per Antony, este probabil scăzut. Preocuparea mai importantă, spune el, este să se asigure că oamenii cunosc costurile și beneficiile relative.

"Încă nu înțelegem exact cum funcționează acest lucru", spune Pereira. "Nu știți ce se va întâmpla și deci nu ar trebui să mergeți să încercați singur acasă".

Au apărut câteva consecințe negative ale experimentelor TMR. În experimentul de melodie al lui Lewis, de exemplu, oamenii care au primit TMR au făcut mai rău decât alții la efectuarea sau descifrarea secvenței secundare. Acest lucru indică faptul că reluarea memoriei ar putea fi o resursă limitată în creier.

"Dacă dovedești că este o tehnică sigură și eficientă pentru a îmbunătăți cunoașterea, atunci cum decid cine primește accesul la ea și de ce?"

Multe experimente sugerează un compromis, în care reactivarea și, prin urmare, creșterea unei memorii vine cu prețul de cimentare a alteia. Dacă TMR are ca rezultat o creștere a sumei zero, utilizatorii ar putea să nu întărească amintirile pe care nu se concentrează. Elevii ar putea, să zicem, să forțeze vocabularul spaniol în detrimentul ecuațiilor pe care le-au învățat în Trig.

O altă preocupare este că utilizatorii TMR ar putea crea accidental amintiri false. Acest lucru se întâmplă deja atunci când transferăm amintirile spre stocarea pe termen lung; reactivările păstrează sau generalizează conținutul unei experiențe, însă detaliile individuale se pot destrăma. Este posibil ca TMR să stimuleze acest proces.

Și, ca și în cazul altor instrumente potențiale de stimulare a funcției cognitive, oamenii de știință au motive să fie precauți. "Facem ceva cu creierul într-o stare în care controlul conștient este limitat", spune Rasch. "Trebuie să luăm în considerare că.

Pentru că încă nu știm sigur dacă TMR are consecințe pe termen lung asupra sănătății, Rasch spune că nu o va recomanda încă pe o scară mai mare sau la oameni cu condiții cum ar fi PTSD. Dar pentru o utilizare simplă, individuală, cum ar fi învățarea vocabularului, el spune că probabil nu există prea multă primejdie.

La debut, TMR ar putea fi probabil costisitoare și ar conferi un avantaj chiar mai mult oamenilor cu bani de ars.

"Dacă dovedești că este o tehnică sigură și eficientă pentru a spori cunoașterea", spune Pereira. "Atunci cum decid cine primește accesul și de ce?"

VIITORUL MEMORIEI

Înainte de a discuta problema accesului și a intenției, anii de cercetare încă trebuie finalizați înainte ca oamenii de știință să înceapă să se spulboneze în subconștient pentru a extrage, spori sau altera memorii. Și pe cercetători, viitorul TMR prezintă este în cele din urmă plin de speranță, chiar dacă este dăruit cu mai mult decât puțină agitație.

Imaginați-vă acest scenariu: Douăzeci de ani de acum, are loc un eveniment groaznic pentru care sunteți prezent. Poate că sa întâmplat în drum spre casă într-o noapte sau în timp ce călătoriți. Indiferent de situație, te-a scuturat profund și te găsești bântuit de amintiri terifiante. Ai putea să te angajezi în tratamentul standard de conversație, dar ai putea să alegi și să-ți faci o întâlnire cu un doctor mai specializat.

În timpul sesiunii, medicul va juca un ton rapid sau va difuza o aromă de parfum. Acest sunet sau parfum reapare din nou, pe măsură ce vă bucurați de un somn obișnuit de noapte în biroul său, declanșând și remodernând memoria așa cum visezi. Veți fi treaz, fără amintirea stricată, ca și cum nu ar fi fost altceva decât o nebună care trebuia să fie lasere. Dimineața, vei semna câteva lucrări care scot mâna doctorului.

Ceea ce ar fi putut avea cicatrici și creier a fost înlăturat. Nu este nici măcar o amintire a memoriei - pur și simplu a dispărut. Sunteți liber să vă deplasați înainte, fără obstacole, în viitor.