Tikslinė atminties reaktyvacija taps protingesni, kaip jūs miego

Ši Kate Baggaley istorija iš pradžių pasirodė „Van Winkles“, leidinyje, skirtame miegui.

Vienu momentu Marcelio Prousto „In Lost Time“ paieškoje, pasakotojas pertrauka įpratęs imtis arbatos ir „madeleine“ slapuko. Šiuo metu jis kviečia „šiltą skystį, sumaišytą su trupiniais“, jis įveikiamas džiaugsmu. Arbatos ir tortų skonis šaukia savo jaunystės prisiminimus, visceralinį ryšį su rytiniu ritualu, kurį jis dalinosi su savo teta.

Kaip suprato „Proust“ pasakotojas, mūsų pojūčiai yra galingi atminties raktai. Pasirodo, tai yra tiesa miego metu, kaip ir pabudus. Nors mes negalime iš tiesų išmokti naujos informacijos, kai mes pasidarėme, mokslininkai sunkiai dirba su procesu, kuris verčia mūsų pojūčius, padedančius stiprinti smegenis ar išnaikinti tai, ką jis jau įsisavino. Technika, vadinama „Tikslinės atminties reaktyvacija“ (TMR), naudoja triukšmus ir kvapus, kad sustiprintų miego stiprinimo procesus. Ir jei jis pasirodo toks pat veiksmingas, kaip ir mokslininkai, galime jį panaudoti, kad sustiprintume gebėjimą įsisavinti naują mokymąsi, atlaisvinti trauminių prisiminimų sukibimą ar net pakeisti žmonių mąstymą.

„Potencialūs taikymai yra didžiuliai“, - sako Susanne Diekelmann, Vokietijos Tübingeno universiteto mokslininkas, kuris jau keletą metų tiria TMR.

Trumpai tariant, tai leistų mums ištirti ir suvaldyti ryšius tarp miego ir atminties. „Atmintis yra svarbi tapatybei ir kokybiškam gyvenimui, todėl jei TMR gali padėti atminties, tai gali padėti plačiau“, - sako Džeimsas Antony, didžiausias Prinstono universiteto neurologas. „Nes daugeliu būdų, ką darome, bandome rinkti prisiminimus.“

KAIP SLEEP JŪSŲ MŪSŲ ATVEJAI

Kiekvieną dieną mes bombarduojami su informacija - skelbimais, pokalbiais, „tweets“, „snaps“, dekoracijomis, „Slacks“. Iki to laiko, kai slydame po dangčiais, mes sukaupėme trapių, naujai išpjautų prisiminimų, kurie yra pastatyti iš neuronų jungčių, seką. Daugelis iš šių prisiminimų, pavyzdžiui, ką valgome pietums kiekvieną dieną, išnyks. Kiti stiprinami ir paverčiami ilgalaikiais prisiminimais. Šis procesas, vadinamas atminties konsolidavimu, pasireiškia daugiausia lėtos bangos miego metu. Pagrindinis procesas vadinamas nerviniu pakartojimu. Naujo fakto ar veido mokymasis (vadinamas atminties kodavimu) atitinka atskirą neuronų šaudymo modelį. Vėliau miego metu mūsų mieguistos smegenys pakartoja tą patį nervinį šaudymo modelį nuo ankstesnio. Tai automatinis mokymosi ir kartojimo žaidimas, kuris teoriškai padeda implantuoti prisiminimus į smegenis.

„Kaip jūsų smegenys praktikuoja ir repetuoja šiuos prisiminimus, sako Penny Lewis, neurologas ir miego mokslininkas Kardifo universitete Velse, kurio darbas sutelktas į miego ir atminties konsolidavimą.

Kiekvienai atmintinei modelis atrodo šiek tiek kitoks. Tačiau šie tinklai sutampa. „Kiekvienas jūsų žinios yra susijęs su kitais dalykais“, - priduria Antony. Taigi, kai mūsų miego smegenys pakartoja prisiminimus, tai ne tik juos sustiprina - ji įterpia naują informaciją, kurią įtraukėte į esamus žinių tinklus. Prisiminkite, pavyzdžiui, paskutinę kelionę į paplūdimį. Jūs galite prisiminti bangas, sudaužančias pakrantėje, smėlio smėlį prieš kojų pirštus, emocijas, kurias sukėlė jūsų draugai. Šie fragmentai yra saugomi skirtingose ​​smegenų dalyse. „Tikėtina, kad tokiu būdu atkuriant atmintį tai yra daugialypė patirtis“, - sako Lewis.

Naudodami „TMR“, galime sugebėti šiuos procesus formuoti naudojant kvapus ar triukšmus (iš pradžių būdami pabudę ir išmokę naują informaciją), kad būtų sugadinti pakartojimai. Tinkami kvapai ar garsai gali sustiprinti atminties konsolidavimo procesą, padedant sustiprinti ar netgi pakeisti prisiminimus.

TMR ISTORIJA

Mokslininkai iš pradžių gavo tai, kad jusliniai ženklai gali turėti įtakos 1980 m. Miego metu įsimintinoms atmintims, kai žiurkėms, kurios buvo sukrėstos dvigubai - mokymosi užduoties metu ir vėl miego metu, padidėjo atminties aktyvavimas.Tada 1990 m. Kanados komanda susiejo žymėjimo laikrodį su logine užduotimi. „Idėja buvo„ priminti “temą„ dirbti “konsoliduojant mūsų mažos užduoties atmintį“, nors jie tikriausiai turėjo daugiau svarbių prisiminimų, kuriuos reikėjo konsoliduoti, primena Carlyle Smith, vieną iš pirmaujančių miego mokslininkų ir Ontario „Trent University Sleep Research Laboratories“ direktorius.

Smitas norėjo surinkti įrodymų, kad atminties konsolidavimas įvyko miego metu, kurį daugelis mokslininkų tuo metu abejojo. Jis buvo į kažką, bet jo darbas buvo daugiausia ignoruojamas, nes jis lėmė proveržio atradimus, susijusius su dabartinių mokslininkų supratimu apie miego ir atmintį.

2007 m. Björn Rasch, biopsihologas ir Diekelmanno kolega Fribūro universitete Šveicarijoje, atgaivino TMR, naudodamas atminties žaidimo „Koncentracija“ versiją. Nors žmonės išmoko susieti kortelių nuotraukas su tam tikromis vietomis kompiuterio ekrane, mokslininkai pumpavo į rožių kvapą. Šis kvapas, įsipainiojęs į foną, žmonių protuose buvo susietas su tuo, ką jie mokėsi. Tie, kurie miego metu buvo pakartotinai paveikti aromatą, turėjo pranašumą primindami kortelių išdėstymą.

Susidomėjusi komanda toliau tiria techniką, kurią jie nustatė, kad prisiminimai taptų stabilesni, ir tai padaryti greičiau, nei jie būtų kitaip. Įvairūs kiti kvapai, jie atrado, taip pat gerai dirbo prisiminimus. Tačiau jie dar nebuvo tikri, kiek informacijos gali būti prijungta prie vieno kvapo, arba jei kvapas gali prarasti savo atmintį sukeliančią galią.

Kai lėtos bangos miego metu vėl buvo rodomi tam tikri garsai, subjektai tiksliau prisiminė susijusių vaizdų vietas.

Jau seniai mokslininkai atrado, kad garsas taip pat yra veiksmingas. Viename eksperimente subjektai buvo paprašyti įsiminti vaizdų tinklelio koordinates, pvz., Katę ar virdulį, kuris buvo suporuotas su atitinkamu garsu, pvz., Miauštu ar švilpuku. Kai lėtos bangos miego metu vėl buvo rodomi tam tikri garsai, subjektai tiksliau prisiminė susijusių vaizdų vietas.

TMR GALIMYBĖS

Nors TMR yra pradiniame etape, mokslininkai jau matė didelę pažangą, ką gali padaryti. Ir dabar, potencialas, atrodo neribotas.

Atrodo, kad TMR skatina motorinius įgūdžius ir aiškius prisiminimus. Antony ir jo kolegos sukūrė eksperimentą, naudodami žaidimą, panašų į „Guitar Hero“. Dalyviai išmoko dvi skirtingas melodijas, iš kurių viena buvo pamesta miego metu. Vėliau jie sugebėjo tiksliau žaisti miego melodiją nei kitas.

Ir mes galime naudoti TMR taip pat pakeisti prisiminimus. Neseniai Diekelmannas ir jos kohortas pranešė, kad TMR padėjo vyrams išsiaiškinti paslėptus modelius, paverčiant jų intuiciją į supratimą (moterys negavo didelės paskatos, tačiau dauguma TMR tyrimų neatskleidė skirtumo tarp lyčių).

Kai Penny Lewis iš Kardifo universiteto paminėjo „melodijas, kurias žmonės anksčiau buvo išnaudoję, žmonės tapo greitesni ir geriau suformuluoti rašymą raštu.

Ir kai „Batterink“ ir kompanija paprašė, kad žmonės atskleistų žodžius, surinktus pagal parengtą gramatinę sistemą, TMR atrodė, kad padėjo jiems intuicuoti sistemos taisykles. „Tai gana nedideli efektai“, - sako „Batterink“. „Tai ne taip, kaip jie du kartus geresni“.

Bet vis dėlto tai įkvepia. Mokslininkai net tiria, ar TMR gali daryti įtaką emocinių prisiminimų įtvirtinimui. Pavyzdžiui, Lewis įgauna, ar miego metu jie gali sukelti trikdančius prisiminimus, kad jie taptų mažiau varginantys.

„Mes turime puikių duomenų, rodančių, kad tai gali būti“, - sako ji.

Lewis ir jos kolegos supažindina žmones, kurie trikdo nuotraukas (pvz., Automobilių avarijas), sujungtų su garso įrašu. Po miego žmonės atrodo, kad šie vaizdai yra mažiau neramūs, jei jie buvo vėl suaktyvinti naudojant TMR. Vienas šio reiškinio paaiškinimas gali būti neurotransmiterio, vadinamo noradrenalinu, kuris labai sumažėjo REM miego metu. Tai padeda kontroliuoti mūsų kūno fiziologinio baimės reakcijas, pvz., Padidėjusį širdies susitraukimų dažnį, prakaitavimą ar mokinių išsiplėtimą.

„Lewis“ įgauna, ar miego metu prislėgti prisiminimai gali sukelti mažiau rūpesčių. „Mes turime puikių duomenų, rodančių, kad tai gali būti“, - sako ji.

„Idėja yra ta, kad jei tuos laikus pakartosite šiuos prisiminimus, iš tikrųjų negalite turėti emocinio atsako“, - sako Lewis. „Taigi, pakartojant jį be fiziologinio atsako, žmonės galėtų atsieti atmintį nuo emocijų“.

TMR nėra sunku įsivaizduoti kaip traumų sutrikimų, įskaitant PTSD, gydymą. Tai yra puola perspektyva, bet dabar, net ir ankstyvuosiuose tyrimuose, kuriuose dalyvauja tie, kurie prislopina prisiminimus, dar per anksti daryti išvadas, sako jis.

„Mums reikia geros duomenų bazės, kad galėtume ją perduoti pacientams, nes nėra visiškai aišku, ką tai darys“, - sako Raschas. „Ar tai padeda žmonėms, atgaivinti šią trauminę atmintį miego metu, ar tai dar labiau pablogina?“

Raschas ir jo kolegos taip pat tiria, kaip TMR gali palengvinti užsienio kalbos žodyną.

Ir nors TMR atrodo labiausiai naudinga stiprinant prisiminimus, kurie vis dar yra įtvirtinti, tai gali padėti padėti Alzheimerio ligoniui atsiminti namo kelią ar atpažinti šeimos narius. Fiziniai terapeutai taip pat galėtų pasinaudoti TMR, kad padėtų žmonėms atkurti motorinius įgūdžius po insulto ar sužalojimo.

Tai taip pat puikiai tinka tikimybei, kad TMR netgi gali daryti įtaką žmonių nuomonei. Pasakykite, kad esate vakarėliu, o savo kolega palei kambarį. Jūs bangų; jie neatsako. Turite sau nuspręsti, ar jie jus šlubuoja, ar tiesiog nematė tavęs. Mes visą laiką einame panašiai dviprasmiškai. Kai kurie žmonės, tokie kaip nerimas ar depresija, labiau linkę juos neigiamai sukti.

TRUMAS SU TMR

Nepaisant TMR taikomųjų programų arsenalo, jo įtaka atmintims yra subtilus, ir neaišku, kiek laiko trunka poveikis. Ir turi būti sukurtos kitos kinks.

Pavyzdžiui, kaip žmogaus smegenys pasirodo atskirai?

„Mes net nežinome, koks atrodo signalas“, - sako Antony. Jis ir jo kolegos naudoja TMR, kad iliustruotų atminties atkūrimą žmonėse, matuodami jų subjektų reakciją į anksčiau peržiūrėtus vaizdus su elektroencefalografija (EEG).

„Kvapas yra labai galingas trigeris, nes jis tiesiogiai susijęs su šiuo smegenų regionu, kuris yra susijęs su atmintimi, o garsai pirmiausia turi sustoti relės stotyje.“

Garsas ir kvapas buvo sėkmingai naudojami kaip ženklai TMR eksperimentuose, ir kiekvienas domenas turi savo privalumų. Kvapas, pradedantiesiems, nėra nepažįstamas miego mokslo pasaulyje. Yra tam tikrų įrodymų, kad žolės, pavyzdžiui, levandos, gali padėti mums atsipalaiduoti ir nutolti, o šis kvapas gali turėti įtakos emociniam asmens svajonių turiniui.

Iš tiesų smegenų uoslės sistema yra glaudžiai susijusi su hipokampu ir su emocijomis susijusiose srityse, pvz., Amygdala. Kvapai taip pat paprastai nesukelia mūsų; jie yra tvarkomi miego metu, netrukdydami.

Tas pats pasakytina ir apie garsus, kurie nukreipiami per talamus. „Kvapas yra labai galingas spragtuvas, nes jis tiesiogiai susijęs su šiuo smegenų regionu, kuris yra susijęs su atmintimi, o garsai… pirmiausia turi sustoti relės stotyje“, - sako Pereira.

Tiksliai kalibruojant TMR garsus, taip pat sunku. Triukšmas gali lengvai sutrikdyti pabėgius. Ir vis dėlto, „jei tu juos groi per tyliai, nesate tikri, kad jie yra registruojami“, - sako „Batterink“. „Taigi, tai gali būti truputį subtilus balansas tarp to, kaip gauti leidimą individualiai.“

Kita vertus, garsas yra sėkmingesnis variklio įgūdžių pasiekimui nei kvapas; smegenų sritys, susijusios su klausos apdorojimu, yra glaudžiai susijusios su motorinėmis zonomis, sako Diekelmannas.

Palyginti su kvapais, garsus taip pat lengviau kontroliuoti namuose, o tai reiškia, kad mokslininkai galėjo susikurti beveik neribotą jų biblioteką. „Jei norėjome 60 skirtingų kvapų, kurie iš tiesų skiriasi vienas nuo kito, tai būtų daug sunkiau organizuoti“, - sako Lewis.

Kvapas yra bukas įrankis, kuris veikia vienodai visoms atmintims (išmoko eksperimentinių studijų sesijų metu). Garsai leidžia taikyti konkretesnį, smulkesnįjį metodą, galintį tiksliai nustatyti individualius prisiminimus.

Be to, garsus galima žaisti ir apdoroti greičiau nei kvapai. Kvapas yra bukas įrankis, kuris veikia vienodai visoms atmintims (išmoko eksperimentinių studijų sesijų metu). Garsai leidžia taikyti konkretesnį, smulkesnįjį metodą, galintį tiksliai nustatyti individualius prisiminimus.

Jei TMR gali išeiti iš laboratorijos, kiti patarimai lieka nepagrįsti. Naudodamiesi namuose, mokslininkai turėtų sukurti programėlę, kad nustatytų asmens miego stadiją ir tada pateiktų reikiamą laiką. Žmonės tampa įpratę prie garso, kiekvienam bendraautoriui Rebecca Spencer, iš Massachusetts Amherst universiteto.

Smitas, kuris įsivaizduoja, kad TMR yra naudojamas mokytis ar sportuoti, sako: „Idėja laukia tam tikro labai paprasto įrenginio ar programos, kuri gali tai padaryti, nors manau, kad tai visiškai įmanoma.“

Raschas ir jo kolegos rengia tokį įrenginį, kuris užfiksuotų asmens miegą ir automatiškai pateiktų žodžius reikiamu laiku ir tinkamu tūriu. Jis tikisi, kad per metus ar du metus turėsime įrodymų apie principą, o tada jis susiras bendradarbių, kad padėtų kurti programėlę.

„Tai greičiausiai apimtų elektrodus ar kažkokį smegenų įrašymo įrenginį … daug paprasčiau nei miego laboratorijoje“, - sako jis.

PAGRINDINIS MESSINGO ŠALIS SU ATMINTI

„Messing“ su atmintimi yra pavojingas verslas, ir kiekviena technologija, nepaisant to, kaip gerai numatyta, gali būti naudojama nežalingoms priemonėms. Kai ateis laikas, kai TMR atsiras iš laboratorijos, turi būti pripažintas potencialiai grėsmingas naudojimas.

Vienas iš didžiausių rūpesčių kyla dėl to, kad TMR gali daryti įtaką žmonėms. Ir Rascho tyrimas apie tai, kaip jis gali pakeisti interpretavimo šališkumą (kaip mes suvokiame, kad kažkas veikia mums), yra tik pradžia.

„Jūs galite naudoti TMR, kad padėtų žmonėms sumažinti savo šališkumą, bet taip pat galite taip pat lengvai … pabandyti įtikinti žmones, kad šios idėjos yra geresnės, ar šie žmonės yra geresni“

Antony yra atsargus dėl ekstrapoliavimo iš šio darbo. „Tai yra daug žadanti, bet nėra tiesioginio ryšio, rodančio, kad tai padės išgydyti rasizmą“, - sako jis.

„Jūs galite naudoti TMR, kad padėtų žmonėms sumažinti savo šališkumą, bet taip pat galite taip pat lengvai … pabandyti įtikinti žmones, kad šios idėjos yra geresnės, ar šie žmonės yra geresni“, - sako Pereira, kuris kartu su dokumentais persvarstė pažadą ir TMR tyrimų spąstai.

Mokslininkų teigimu, TMR-smegenų plovimas yra mažai tikėtinas. Tačiau yra ir kitų rūpesčių: Įsivaizduokite, kad esate viešbučio kambaryje, o jūs miegate, kai kurie vamzdžiai patenka į ypač sviestinio ragelio kvapą. Kai kitą rytą nuvažiuosite į pusryčių juostą, jūs matote pleiskančią pyragą pardavimui. Užduokite bet kokį produktą ar net idėją vietoj croissantų ir gausite idėją.

„Manau, pagrindinė problema yra… jei nesate informuotas apie tai, kas žaidžia miegant“, - sako Raschas.

Jei labiausiai paplitęs TMR įsikūnijimas yra įrankiai, skatinantys mokymąsi, tikėtina, kad kenkėjiškų programų rizika ant Antony yra maža. Svarbesnis susirūpinimas, pasak jo, yra užtikrinti, kad žmonės žinotų santykines išlaidas ir naudą.

„Mes vis dar nesuprantame, kaip tai veikia“, - sako Pereira. „Jūs nežinote, kas nutiks ir todėl jūs neturėtumėte tiesiog pabandyti jį bandyti savo namuose.“

Atsirado keletas neigiamų TMR eksperimentų pasekmių. Lewiso melodijos eksperimente, pavyzdžiui, žmonės, kurie gavo TMR, buvo blogesni nei kiti, atlikdami ar iššifruodami antrą, nesukurtą seką. Tai rodo, kad atminties atkūrimas gali būti ribotas šaltinis smegenyse.

„Jei įrodysite, kad tai yra saugi ir veiksminga technika pažinimo stiprinimui, tai kaip jūs nuspręsite, kas turi prieigą prie jo ir kodėl?“

Daugelis eksperimentų rodo kompromisą, kai atkuriant ir tokiu būdu padidinant vieną atmintį kainuoja kitas. Jei TMR rezultatas padidėja nuliui, naudotojai gali nepavykti sustiprinti prisiminimų, kuriems jie nėra skirti. Mokiniai, tarkim, gali prikelti ispanų žodyną Trig'e išmoktų lygčių sąskaita.

Kita problema yra ta, kad TMR naudotojai gali netyčia sukurti klaidingus prisiminimus. Tai jau atsitinka, kai perkeliame prisiminimus prie ilgalaikio saugojimo; reaktyvavimas išsaugo arba apibendrina patirties turinį, tačiau atskiros detalės gali sutrūkti. Gali būti, kad TMR skatintų šį procesą.

Ir, kaip ir kitų galimų kognityvinės funkcijos stiprinimo priemonių, mokslininkai turi priežasčių būti atsargiems. „Mes darome kažką su smegenimis tokioje būsenoje, kurioje sąmoninga kontrolė yra ribota“, - sako Raschas. „Turime apsvarstyti tai.

Kadangi mes vis dar nežinome, ar TMR turi kokių nors ilgalaikių pasekmių sveikatai, Raschas teigia, kad jis dar nerekomenduos didesnio masto, arba žmonėms, turintiems tokių sąlygų kaip PTSD. Tačiau paprastam, individualiam naudojimui, pavyzdžiui, žodyno mokymuisi, jis sako, kad tikriausiai nėra daug pavojaus.

Pradžioje, TMR gali būti brangus ir suteikti dar didesnį pranašumą žmonėms, turintiems pinigų.

„Jei įrodysite, kad tai yra saugi ir veiksminga technika pažinimo stiprinimui“, sako Pereira. „Tada, kaip jūs nuspręsite, kas turi prieigą prie jo ir kodėl?“

ATMINTIES ATEITIS

Prieš aptariant prieigos ir ketinimų klausimą, dar reikia užbaigti metų tyrimus, kol mokslininkai pradeda žlugti į pasąmonę, kad išgautų, pagerintų ar pakeistų prisiminimus. Ir kiekvienam mokslininkui, ateities TMR dovanos galiausiai yra vilties, net jei ji yra pririšta daugiau nei šiek tiek nerimą.

Įsivaizduokite šį scenarijų: Dvidešimt metų nuo šiol įvyksta baisus įvykis, kuriam jūs esate. Gal tai atsitiko keliaujant namo vieną naktį ar keliaujant. Nepriklausomai nuo atvejo, jis labai sudrebino jus ir nerasite siaubingų prisiminimų. Jūs galite įsitraukti į standartinę pokalbio terapiją, bet taip pat galite pasirinkti susitikti su labiau specializuotu gydytoju.

Sesijos metu gydytojas skambės greitai arba paskleis kvapą.Šis garsas ar kvapas vėl atsiranda, kai jūs naudojate įprastą nakties miegą savo biure, įjungiate ir iš naujo primenate atmintį, kai svajojate. Jūs pabudote, be jokių nedorėlių atminimo, tarsi tai būtų tik molis, kurį reikėjo lazeriu. Ryte, jūs pasirašysite kelis dokumentus, sudrėkindami gydytojo rankas.

Ką galėjo nulemti ir formuoti smegenis. Tai nėra atminties atmintis - tai tiesiog dingo. Jūs galite laisvai judėti į priekį, netrukdomai, į ateitį.