Циљана реактивација меморије ће вас учинити паметнијим док спавате

Ова прича Кате Баггалеи првобитно се појавила у Ван Винклесу, публикацији посвећеној спавању.

У једном тренутку у Марцел Проустовом "У потрази за изгубљеним временом", наратор прекида навику да узме мало чаја и колачић од маделеина. Оног тренутка када окуси "топлу течност помешану са мрвицама", он је савладан од радости. Окус чаја и колача позива на успомене из његове младости, а повезује се са јутарњим ритуалом који је дијелио са својом тетком.

Као што је Проустов наратор схватио, наша чула су моћни кључеви памћења. Испоставило се да је ово истина у сну као у будном стању. Док не можемо доиста научити нове информације док запевамо, истраживачи су напорно радили на процесу који управља нашим чулима како би помогао умирујућем мозгу да ојача или избаци оно што је већ узето. Техника, названа Циљана реактивација меморије (ТМР) користи буку и мирисе за појачавање процеса јачања меморије који се дешавају током сна. И ако се покаже да је ефикасан као што научници верују, можда ћемо моћи да га искористимо да побољшамо нашу способност да апсорбујемо ново учење, да ослободимо стисак трауматских сећања или чак да променимо начин на који људи мисле.

„Потенцијалне апликације су огромне“, каже Сусанне Диекелманн, истраживачица са Универзитета у Тубингену у Њемачкој, која већ неколико година истражује ТМР.

Укратко, то би нам могло омогућити да истражимо и преузмемо контролу над везом између сна и памћења. “Меморија је важна за идентитет и квалитет живота, тако да ако ТМР може помоћи памћењу, то може помоћи у ширем смислу”, каже Јамес Антони, врхунски неурознанственик на Универзитету Принцетон. "Зато што на много начина радимо … покушавамо да прикупимо успомене."

КАКО СПАВАЈУ НАШЕ СПОМЕНЕ

Сваки дан смо бомбардовани информацијама - огласи, разговори, твитови, снимци, сценографија, Слацкс. До тренутка када клизнемо испод покривача, сакупили смо низ крхких, новонасталих успомена, које су изграђене од веза између неурона. Многа од тих сећања, као што смо јели за ручак сваки дан, бледе са временом. Други су ојачани и претворени у дугорочна сјећања. Чини се да се овај процес, који се назива консолидација меморије, јавља углавном током спавања успореног таласа. Процес у позадини се назива неурална понављање. Учење нове чињенице или лица (који се назива кодирање меморије) одговара посебном обрасцу неуралног паљења. Касније, током сна, наши успавани мозгови поново репродукују исти образац живчаног паљења. То је аутоматска игра учења и понављања која, по теорији, помаже да се имплантација чврсто уметне у мозак.

„Као да ваш мозак практикује и увјежбава ове успомене, каже Пенни Левис, неурознанственик и научник за спавање на Универзитету Цардифф у Валесу, чији се рад фокусира на консолидацију сна и памћења.

За сваку меморију, узорак изгледа мало другачије. Али ове мреже се преклапају. "Свако знање које имате је повезано са другим стварима", додаје Антони. Дакле, када наш успавани мозак понавља успомене, то не само да их оснажује - он умеће нове информације које сте покупили у постојеће мреже знања. Реците, на пример, ваш последњи пут на плажу. Можда ћете се сетити валова који се руше дуж обале, песка песка против ваших ножних прстију, емоција које су покренули ваши другови. Ови фрагменти се чувају у различитим деловима мозга. "Вероватно је да када се памћење понови на тај начин, то је потпуно мултисензорно искуство", каже Левис.

Помоћу ТМР-а можемо да успемо да формирамо ове процесе користећи мирисе или звукове (који су првобитно искусили када смо будни и учимо нове информације) како бисмо изазвали поновну репродукцију. Прави мириси или звукови могу појачати процес консолидације меморије, помажући јачању - или чак измјени - сећања.

ИСТОРИЈА ТМР

Научници су најпре схватили да би сензорни знакови могли да утичу на памћење током сна у 1980-им када су уочили већу активацију памћења код пацова који су били шокирани два пута - током задатка учења, а затим поново током сна. Тада, 1990. године, тим у Канади упарио је звук такта са логичким задатком. "Идеја је била да се" подсјети "субјекту на" рад "на учвршћивању сјећања на наш мали задатак," иако су вјеројатно имали важнија сјећања која су требала бити консолидирана, присјећа се Царлиле Смитх, један од водећих свјетских истраживача спавања и директор Универзитетског лабораторија за истраживање спавања Трент у Онтарију.

Смит је желео да прикупи доказе да се консолидација сећања догодила у сну, што су многи научници у то време сумњали. Био је на трагу нечега, али је његов рад углавном игнорисан, јер је претходио открићима о поновним открићима на којима се заснивају тренутна схватања научника о сну и памћењу.

Године 2007. Бјорн Расцх, биопсихолог и колега Диекелманна на Универзитету Фрибоург у Швајцарској, оживио је ТМР користећи верзију Концентрације у меморији. Док су људи научили да повезују слике карата са одређеним локацијама на компјутерском екрану, научници су упалили мирис ружа. Овај мирис, који се увукао у позадину, постао је повезан у умовима људи са оним што су учили. Они који су поново били изложени мирису током спавања имали су предност у присјећању на постављање карата.

Заинтересовани, тим је наставио да испитује технику, за коју су открили да може да учини успомене стабилнијим, и то брже него што би иначе било. Разни други мириси, открили су они, подједнако су добро функционисали и као успомене. Али они још увек нису били сигурни колико информација може бити прикачено на један мирис, или ако мирис може изгубити своју моћ окидања меморије током времена.

Када су одређени звукови поново представљени током спавања са спорим таласима, субјекти су тачније запамтили локације за повезане слике.

Није дуго било пре него што су научници открили да је и звук ефикасан окидач. У једном експерименту, испитаници су замољени да запамте координате мреже слике, као што су мачка или чајник, које су биле упарене са одговарајућим звуком, као што је меов или пиштаљка. Када су одређени звукови поново представљени током спавања са спорим таласима, субјекти су тачније запамтили локације за повезане слике.

СПОСОБНОСТИ ТМР-а

Иако је ТМР у повоју, истраживачи су већ видјели велики напредак у ономе што он може учинити. А сада се потенцијал чини безграничним.

Чини се да ТМР подстиче моторичке способности као и експлицитне успомене. Антони и његове колеге су покренули експеримент користећи игру која подсећа на "Гуитар Херо". Учесници су научили две различите мелодије, од којих је једна била усликана током сна. Након тога, они су били у могућности да играју мелодију сна прецизније од друге.

И можда бисмо могли да користимо ТМР да променимо и успомене. Недавно су Диекелманн и њена кохорта извијестили да је ТМР помогао мушкарцима да открију скривене обрасце, претварајући њихову интуицију у разумијевање (жене нису примиле тако значајан потицај, али већина ТМР студија открива да нема разлике између полова).

Када је Пенни Левис са Универзитета у Цардиффу доносила “мелодије које су људи раније исцрпели, људи су постали и бржи и бољи у артикулацији песме у писаном облику.

А када су Батеринк и компанија тражили од људи да дешифрују речи састављене у складу са осмишљеним граматичким системом, ТМР им се чинило као да им помаже да интуитивно уређују правила система. "Ово су прилично мали ефекти", каже Батеринк. "Није да су два пута бољи."

Али ипак, то је инспиративно. Научници чак истражују да ли ТМР може утицати на то како се емоционална сећања повезују. Левис, на пример, копа се у то да ли изазивање узнемирујућих успомена током сна може да их учини мање узнемирујућим.

"Имамо неке веома лепе податке који сугеришу да то могу", каже она.

Левис и њене колеге представљају људе узнемирујућим сликама (као што су аутомобилске несреће) упарене са звуком. Након спавања, чини се да људи виде ове слике мање забрињавајуће ако се реактивирају помоћу ТМР. Једно објашњење за овај феномен може бити у неуротрансмитеру који се зове норадреналин, који је значајно смањен током РЕМ спавања. Она помаже у контроли физиолошких реакција страха наших тела, као што су повећана брзина откуцаја срца, знојење или ширење зенице.

Левис се бави питањем да ли или не покреће узнемирујуће успомене током сна, што их може учинити мање узнемирујућим. "Имамо неке веома лепе податке који сугеришу да то могу", каже она.

"Идеја је да ако поновите ове успомене у то време, заправо не можете имати емоционални одговор", каже Левис. "Дакле, понављање без физиолошког одговора може помоћи људима да одвоје памћење од емоција."

Није тешко замислити ТМР као третман за поремећаје трауме укључујући ПТСП. То је примамљива перспектива, али за сада, чак иу раним суђењима која укључују оне са узнемирујућим сјећањима, још је прерано за доношење било каквих закључака, каже он.

"Потребна нам је добра база података пре него што ово пренесемо пацијентима, јер није сасвим јасно шта ће то урадити", каже Раш. "Да ли то заправо помаже људима, да реактивирају ову трауматичну меморију током сна, или погоршавају ствари?"

Расцх и његове колеге такође истражују како ТМР може олакшати учење вокабулара на страном језику.

Иако се чини да ТМР највише помаже у побољшању успомена које се још увијек консолидују, може се показати корисним у помагању Алзхеимеровим пацијентима да запамте пут до куће или препознају чланове породице. Физиотерапеути би такође могли да искористе ТМР како би помогли људима да опораве моторичке способности након можданог удара или повреде.

Такође је у домену могућности да ТМР чак може да утиче на то како људи мисле. Реците да сте на забави и да видите свог колегу преко собе. Иоу ваве; они не одговарају. Морате сами да процените да ли вас ометају или вас једноставно не виде. Стално се сусрећемо са сличним двосмисленим ситуацијама. Неки људи, као што су особе са анксиозношћу или депресијом, имају већу вероватноћу да на њих стављају негативан спин.

ТРОУБЛЕ ВИТХ ТМР

Упркос арсеналу апликација за ТМР, његов утицај на меморију је суптилан, и није јасно колико трају ефекти. И други кинкови морају бити разрађени.

На пример, како се појединачни понови појављују у људском мозгу?

"Ми чак ни не знамо како изгледа сигнал", каже Антони. Он и његове колеге користе ТМР да илуструју понављање меморије код људи мерењем реактивације својих субјеката претходно прегледаних слика са електроенцефалографијом (ЕЕГ).

"Мирис је веома моћан окидач зато што је директно повезан са овом регијом мозга која је повезана са памћењем, док звукови … морају прво да се зауставе на релејној станици."

Звук и мирис су успјешно кориштени као знакови у ТМР експериментима, а сваки домен има своје предности. Мирис, за почетак, није странац у свету науке о сну. Постоје неки докази да нам биље као што је лаванда може помоћи да се опустимо и однесемо, а тај мирис може да утиче на емоционални садржај снова неке особе.

Заиста, олфакторни систем мозга је уско повезан са хипокампусом и областима повезаним са емоцијама као што је амигдала. Мириси нас такође обично не пробуде; обрађују се током спавања без ометања.

Исто не важи за звукове, који се преносе кроз таламус."Мирис је веома моћан окидач зато што је директно повезан са том можданом регијом која је повезана са памћењем, док звукови … морају прво да се зауставе на релејној станици", каже Переира.

Прецизно калибрирање звука за ТМР је такође лукаво. Буке могу лако пореметити спаваче. Па ипак, "ако их играте превише тихо, нисте потпуно сигурни да су регистровани", каже Батеринк. "Дакле, то може бити мало деликатна равнотежа између добијања обима на индивидуалној основи."

С друге стране, звук је успешнији у перформансама мотористичких вештина него мирис; подручја мозга укључена у аудиторну обраду су снажно повезана са моторним подручјима, каже Диекелманн.

У поређењу са мирисима, звуци се такође лакше контролишу код куће, што значи да би научници могли да замисле скоро неограничену библиотеку. "Да смо желели 60 различитих мириса који су заиста различити, то би било много теже договорити", каже Левис.

Мирис је тупи алат који делује једнако на све успомене (научене током експерименталних студија). Звуци омогућавају специфичнији, фино зрнати приступ који може одредити појединачне успомене.

Штавише, звуци се могу репродуковати и обрадити брже него што мириси могу. Мирис је тупи алат који делује једнако на све успомене (научене током експерименталних студија). Звуци омогућавају специфичнији, фино зрнати приступ који може одредити појединачне успомене.

На страну, ако ТМР може да се пробије из лабораторије, остали практични разлози остају на слободи. За кућну употребу, научници ће морати да развију гаџет који ће идентификовати фазу спавања особе, а затим испоручити знак у право време. Људи постају навикнути на звук, по коауторици Ребеци Спенсер, са Универзитета у Масачусетсу Амхерст.

Смитх, који предвиђа да се ТМР користи за учење или спорт, каже: "Идеја чека неку врсту веома једноставног уређаја или апликације која може да ради ове ствари, иако мислим да је то сасвим могуће."

Расцх и његове колеге раде на развоју таквог уређаја, који ће снимити спавање особе, а затим аутоматски приказати ријечи у правом тренутку и правом волумену. Он очекује да ће имати доказ принципа за годину или двије, када ће наћи сараднике који ће помоћи у дизајнирању гадгета.

"То би вероватно укључивало електроде или неку врсту уређаја за снимање мозга … много једноставније него у лабораторији за спавање", каже он.

МРАЧНА СТРАНИЦА ПОРУКЕ СА МЕМОРИЈОМ

Размишљање са памћењем је опасан посао и свака технологија, без обзира на то колико је добро намјењена, може се користити за злобна средства. Када дође време да ТМР изађе из лабораторије, потенцијално злокобне употребе морају бити препознате.

Једна од највећих брига произлази из чињенице да ТМР може да утиче на начин на који људи мисле. А Расцхово истраживање о томе како може да промени предрасуде у интерпретацији (како ми видимо да неко делује према нама) је само почетак.

"Можете користити ТМР за добро да помогнете људима да смање своју пристрасност, али можете исто тако лако … покушати да убедите људе да су ове идеје боље, или да су ти људи бољи"

Антони је опрезан у екстраполацији из овог рада. "То је обећавајуће, али није било директне везе која би показала да ће то излечити расизам", каже он.

"Можете користити ТМР за добро да помогнете људима да смање своју пристрасност, али можете исто тако лако … покушати да убедите људе да су ове идеје боље, или да су ти људи бољи", каже Переира, која је коаутор рада који разматра обећање и замке истраживања ТМР.

Према истраживачима, ТМР-испирање мозга је мало вероватно. Али постоје и друге забринутости: Замислите да сте у хотелској соби и док спавате, неко провлачи мирис посебно маслинастог кроасана. Док се сутрадан ујутро спуштате у бар за доручак, видите лиснато пециво за продају. Замените било који производ или чак идеју уместо кроасана и добићете идеју.

"Мислим да је главни проблем … ако нисте информисани о томе шта се игра када спавате", каже Расцх.

Ако су најчешће инкарнације ТМР-а алати за подстицање учења, ризик од злонамерних апликација по Антонију је вероватно низак. Важнија брига, каже он, јесте да људи знају релативне трошкове и користи.

"Још увијек не разумијемо како то точно функционира", каже Переира. "Не знате шта ће се десити и зато не бисте требали сами да се окушавате код куће."

Појавило се неколико негативних последица ТМР експеримената. У Левисовом мелодијском експерименту, на пример, људи који су примили ТМР учинили су горе од других у извођењу или дешифрирању друге, необложене секвенце. Ово указује на то да поновљени памћење може бити ограничен ресурс унутар мозга.

"Ако докажете да је ово сигурна и ефикасна техника за побољшање спознаје, како онда одлучујете ко ће јој приступити и зашто?"

Многи експерименти указују на компромис, при чему реактивирање и на тај начин појачавање једне меморије долази по цијену цементирања другог. Ако ТМР резултира добитком од нулте суме, корисници можда неће успети да ојачају успомене на које се не фокусирају. Ученици би, рецимо, могли да шпањолски вокабулар на рачун једнаџби које су научили у Триг.

Друга брига је да корисници ТМР-а могу случајно створити лажне успомене. То се већ дешава када преносимо сјећања на дугорочно складиштење; реактивације чувају или генерализују суштину искуства, али појединачни детаљи могу да се распадају. Могуће је да ће ТМР потакнути овај процес.

И, као и код других потенцијалних алата за јачање когнитивне функције, научници имају разлога да буду опрезни. "Ми радимо нешто са мозгом у стању у којем је свјесна контрола ограничена", каже Раш. “Морамо узети у обзир то.

Зато што још увек не знамо да ли ТМР има дугорочне здравствене последице, Раш каже да га не би препоручио још у већим размерама, или код људи са стањима као што је ПТСП. Али за једноставну, индивидуалну употребу, као што је учење вокабулара, он каже да вероватно није велика опасност.

На самом почетку, ТМР би вероватно могао бити скуп и пружити још већу предност људима који имају новац за сагоревање.

"Ако докажете да је ово сигурна и ефикасна техника за побољшање спознаје", каже Переира. "Како онда одлучујете ко ће добити приступ и зашто?"

БУДУЋНОСТ МЕМОРИЈЕ

Прије него што се расправља о питању приступа и намјера, још увијек је потребно завршити године истраживања прије него што научници почну спелати у подсвијест како би извукли, појачали или промијенили сјећања. А по истраживачима, будући ТМР представља крајње наде, чак и ако је попуњен са више од мало стрепње.

Замислите овај сценарио: Двадесет година од сада, страшан догађај за који сте присутни. Можда се то догодило на путу кући једне ноћи или док сте путовали. У сваком случају, дубоко вас је уздрмао и ви сте прогоњени застрашујућим успоменама. Можете се укључити у стандардну терапију за разговор, али можете и изабрати да закажете састанак са специјализованијим лекаром.

Током ваше сесије, доктор ће играти брзи тон или дифузирати мирис. Тај звук или мирис се поново појављују када уживате у обичном ноћном спавању у његовој канцеларији, покрећући и поново повезујући меморију док сањате. Пробудићеш се, ослобођен опаког сећања као да није ништа друго до кртица која треба да буде ласерована. Ујутро ћете потписати неколико папира, руковати доктора.

Оно што је могло бити оштећено и обликовало мозак је уклоњено. То чак није ни сјећање на сјећање - једноставно је нестало. Слободни сте да идете напријед, несметано, у будућност.