Relatert innhold
- Zebra Finches Dream a Little Dream of Melody
Moren min er ett av fem barn, så hun har mange historier om sine og søskens feilopplevelser. En av favorittene mine dreier seg om min 'rare' onkel Dorsey og hans tidlige vitenskapelige bestrebelser. Da mamma var omtrent åtte år gammel, skled hennes eldre bror en båndspiller under sengen hennes hver natt for å spille rolig en lesning av diktet 'The Raven' (1845) av Edgar Allan Poe. Natt etter natt skulle han spille båndet og prøve å teste om hun spontant ville resitere diktet fra all hennes eksponering. Slik hun forteller det, våknet hun hver gang innspillingen begynte å spille. Jada, hun kan fremdeles resitere de første linjene, men bare fordi hun ble vekket av diktet natt etter natt.
Onkelen min klarte aldri å få mamma til å "sove læring", men det viser seg at noen av ideene hans kanskje ikke var så feilaktig. Mens søvnlæring, også referert til som hypnopaedia, har blitt debunked, oppdager nevrovitenskapsmenn i laboratoriet mitt og andre nå måter å bruke stimuli som lyd signaler under søvn for å styrke minnene.
Tidlige forskere gjorde samme feil som onkel Dorsey, og mente at vi kunne lære nytt materiale under søvn ved osmose, à la Aldous Huxleys Brave New World (1932). Akkurat som i den dystopiske romanen, var eksperimenter som forsøkte denne søvnlæringen ofte basert på den falske forutsetningen at søvn er som en hypnotisk tilstand. På 1920-tallet trodde noen forskere at de kunne lære deltakerne helt ny informasjon ved å spille lydopptak mens de sov, og oppfinnerne begynte å selge enheter basert på ideen. Det skilte seg ikke mye fra episoden 'Big Cheese' (1996) av Dexter's Laboratory, der tegneserieguttene bruker en massiv dings for å prøve å lære seg fransk mens han sover: det fungerte ikke.
Det var først på 1950-tallet at forskere oppdaget den spionerte effekten av hypnopaedia faktisk ikke skyldtes søvn i det hele tatt. I stedet var disse kontrastene som vekket mennesker. Debunkerne kunne fortelle ved hjelp av en relativt etablert teknikk kalt elektroencefalografi (EEG), som registrerer hjernens elektriske signaler gjennom elektroder plassert i hodebunnen. Ved å bruke EEG på deltakerne, kunne forskere fortelle at søvnelevene faktisk var våkne (noe vi fremdeles gjør i forskning i dag), og alt dette endte forskningen på søvn som et kognitivt verktøy. Femti år senere vet vi nå at det er mulig å endre hukommelse under søvn, på en annen måte enn tidligere forventet.
I 2007 rapporterte nevrovitenskapsmannen Björn Rasch ved Lübeck University og kollegene at lukter, som var assosiert med tidligere lært materiale, kunne brukes til å stille den sovende hjernen. Studieforfatterne hadde lært deltakerne plasseringen av objekter på et rutenett, akkurat som i spillkonsentrasjonen, og utsatt dem for lukten av roser mens de gjorde det. Dernest sov deltakerne på laboratoriet, og eksperimentene ventet til det dypeste stadiet av søvn (sakte med bølgesøvn) for å utsette dem igjen for lukten. Da de var våkne, var deltakerne betydelig flinkere til å huske hvor gjenstandene befant seg. Dette fungerte bare hvis de hadde blitt utsatt for roselukten under læring, og hadde luktet den under langsom bølgesøvn. Hvis de bare ble utsatt for lukten mens de var våkne eller under REM-søvn, fungerte ikke køen.
Det virket nesten for godt til å være sant. Kan vi virkelig "merke" minner under læring med en lukt og deretter overtale hjernen vår til å øve på den under søvnen? Flere studier siden den opprinnelige artikkelen bekreftet funnet, og det var til og med nye varianter som å bruke lyd signaler i stedet for lukt.
Ved den kognitive nevrovitenskapelige Paller-laben ved Northwestern University hvor jeg jobber, har det blitt publisert flere artikler som viser at nevrovitenskapsmenn kan koble en enkelt lyd til et enkelt objekt og reaktivere den individuelt. For eksempel kan du spille Konsentrasjon og lære at katten er i nedre venstre hjørne, og tekanna er i øvre høyre hjørne. Når du lærer katten, hører du en myow, og når du lærer kjelen, hører du en plystring. Hvis vi bare under en langsom bølgesøvn bare skulle spille en av lydene som myow, ville du faktisk husket kattens beliggenhet enda bedre enn kjelen. Husk at begge disse gjenstandene ble opprinnelig lært like godt, noe som viser at søvnkransen fortrinnsvis hjalp katten. Denne muligheten til å velge spesifikke minner for å aktivere på nytt kalles målrettet hukommelsesaktivering (TMR).
Vi kaller det TMR fordi vi tror at å spille en lydkue som denne på nytt aktiverer minnet om å lære objektets plassering fra forrige oppgave. Laboratoriet mitt mener at denne gjentakelsen av minnet gjør at hjernen kan styrke sin hukommelsesrepresentasjon og dermed føre til bedre tilbakekalling. Arbeidet med rotter fant hjerneforskerne Daniel Bendor og Matthew Wilson fra Massachusetts Institute of Technology nøyaktig denne forventede reprise da de administrerte lyd signaler relatert til tidligere læring.
Nevrovitere begynner nå å sette TMR i arbeid. En nylig studie fra gruppen min opererte mye som videospillet Guitar Hero, der spilleren inntar sentrum som musiker. James Antony, nå postdoc ved Princeton University, men en doktorgradsstudent på den tiden, fikk deltakerne til å lære to musikalske sekvenser på et tastatur. Sangene var satt sammen av fire toner, som fremsto som fallende sirkler, omtrent som selve spillet. Etter å ha lært begge sangene like godt, tok deltakerne en lur, og Antony bød på dem med en av sangene. Da de ble testet på nytt etter søvnen, var deltakerne bedre på den søvn-satte sangen enn den ubesatte. Tenk på hvor raskt du kunne lære et nytt musikkinstrument eller sang, bare ved å minne den sovende hjernen din på tidligere læring!
Selv om noe translasjonsforskning har begynt å dukke opp, vet vi fortsatt ikke grensene for TMR eller søvnstikk generelt. I en artikkel fra 2017 fant postdoktor Laura Batterink fra laboratoriet mitt og kollegene at TMR-signalering i kombinasjon med REM-søvn førte til bedre tilbakekalling av ord som ble stilt i løpet av en ettermiddagslur. Denne forskningen ser ut til å peke på REM-søvn som en gunstig tilstand når cued-minner integreres i eksisterende eksisterende nettverk.
Utestående spørsmål som vi ennå ikke har tatt for oss inkluderer: fungerer dette for læring i fremmedspråk (dvs. grammatikklæring), eller bare for å lære utenlandsk vokabular? Kan det brukes til å opprettholde minneytelsen i en aldrende befolkning? Betyr det å aktivere noen minner på nytt at andre blir visket bort enda raskere?
Jeg er personlig interessert i hvordan disse reaktiverte minnene kan endres på grunn av disse signalene. Mine nåværende prosjekter er rettet mot å undersøke om cueing får hele hukommelsen til å opprettholde detaljer eller om disse signalene kan konsolidere minnets "essens" og miste fremmede detaljer. Alternativt kan TMR bidra til å øke alle aspekter ved hukommelseskonsolidering og bare vise kognitive kostnader for uskrevne elementer.
Vi har noen lyster, og nye prosjekter for å løse disse spørsmålene dukker opp hele tiden. Men vi er fremdeles på grensen til å forstå den sovende hjernen. For en aktivitet som vi gjør i omtrent en tredjedel av livet vårt, er det flere spørsmål enn svar. Kanskje rare onkel Dorsey og hans Poe-bånd faktisk var prescient for fremtiden til søvn forskning. 
