A célzott memória újraaktiválása intelligensebb lesz, mint Ön alvás közben

Kate Baggaley ezt a történetet eredetileg Van Winklesben, az alvásra szánt kiadványban jelentette meg.

Marcel Proust „Elveszett idő keresése” pontján egy pillanat alatt a narrátor megszokja a teát és a madeleine cookie-t. Abban a pillanatban, amikor megkóstolja a morzsával kevert „meleg folyadékot”, örömmel legyőzi. A tea és a sütemény íze az ifjúság emlékeit idézi, a rituális rituáléhoz fűződő viscerális kapcsolatot a nagynénjével.

Ahogy a Proust elbeszélője rájött, érzékeink hatalmas kulcsok a memóriában. Kiderül, hogy ez igaz az alvásban, mint az ébren. Miközben nem tudunk új információkat megtanulni, amikor elhomályosodunk, a kutatók keményen dolgoznak azon a folyamaton, amely az érzékeinket segíti, hogy segítsen a szundító agyban erősíteni vagy eldobni azt, amit már bevitt. A technika, az úgynevezett Targeted Memory Reactivation (TMR), hangokat és szagokat használ az alvás során bekövetkező memória-erősítő folyamatok erősítésére. És ha ugyanolyan hatékonynak bizonyul, mint a tudósok, akkor fel tudjuk használni, hogy növeljük az új tanulás befogadására való képességünket, lazítsuk meg a traumatikus emlékek fogását, vagy akár megváltoztassuk az emberek gondolkodását.

„A potenciális alkalmazások hatalmasak” - mondja Susanne Diekelmann, a németországi Tübingeni Egyetem kutatója, aki már évek óta próbálkozik a TMR-vel.

Röviden, ez lehetővé teszi számunkra, hogy felfedezzük és megragadjuk az alvás és a memória közötti kapcsolatokat. „A memória fontos az identitás és a minőségi élet szempontjából, így ha a TMR segíthet a memóriában, szélesebb körben segíthet” - mondja James Antony, a Princetoni Egyetem legfelső neurológusa. - Mert sokféle módon, amit csinálunk, az… megpróbál emlékeket gyűjteni.

HOGYAN ÉRTÉKESÜL TALÁLKOZÓ TALÁLKOZÓNAK?

Minden nap információt bombáztunk - hirdetéseket, beszélgetéseket, tweeteket, kattanásokat, tájképeket, résszel. Mire a fedők alá csúszunk, egy törékeny, újonnan vertezett emlékezetet gyűjtöttünk össze, amelyek a neuronok közötti kapcsolatokból épülnek fel. Ezek közül sok emlék, mint amit minden nap ebédelünk, az idővel elhalványul. Mások erősödnek és hosszú távú emlékekké alakulnak. Úgy tűnik, hogy ez a folyamat, amelyet memória-konszolidációnak neveznek, főleg lassú hullám alatti állapotban fordul elő. A mögöttes folyamatot neurális replaynek nevezik. Az új tény vagy az arc megismerése (amit memória kódolásnak neveznek) megfelel a neurális tüzelésnek. Később, alvás közben, az alvó agyunk ugyanazt a neurális tüzelőanyagot visszajátszotta korábban. Ez egy automatikus tanulási és ismételési játék, amely elmélet szerint segít az implantátumok emlékeztetésének erősen az agyban.

„Olyan, mint az agya, hogy gyakorolja és próbálja ezeket az emlékeket, mondja Penny Lewis, a Wales-i Cardiff Egyetem idegtudós és alváskutatója, akinek munkája az alvásra és a memória konszolidációjára összpontosít.

Minden minta esetében a minta kicsit másképp néz ki. De ezek a lapok átfedik egymást. „Minden olyan tudás, amit megvan, más dolgokhoz kapcsolódik” - tette hozzá Antony. Tehát, amikor alvó agyunk visszahívja az emlékeket, nem csak megerősíti őket - beágyazza az új információkat, amelyeket a meglévő tudáshálózatokba vett fel. Emlékezzünk például az utolsó utazásra a strandra. Emlékszel a part mentén összeomló hullámokra, a lábujjak homokszemére, a társai által felkeltett érzelmekre. Ezeket a töredékeket az agy különböző részein tároljuk. - Valószínű, hogy amikor egy memóriát visszajátszanak, ez egy teljes multiszenzoros élmény - mondja Lewis.

A TMR segítségével előfordulhat, hogy ezeket a folyamatokat úgy alakíthatjuk ki, hogy illatokat vagy zajokat használunk (kezdetben az ébredés és az új információk megismerése során tapasztaltak) a visszajátszások szikrázására. A megfelelő illatok vagy hangok növelhetik a memóriakonszolidáció folyamatát, segítve a memóriák megerősítését - vagy akár megváltoztathatják.

A TMR TÖRTÉNETE

A tudósok először megkapták, hogy az érzékszervi jelek az 1980-as években alvás közben befolyásolhatják a memóriát, amikor nagyobb memóriaaktiválást tapasztaltak a patkányokban, akik két alkalommal megdöbbentek - a tanulási feladat során, majd ismét alvás közben. Ezután 1990-ben egy kanadai csapat logikai feladattal párosított egy órajelet. „Az volt az elképzelés, hogy„ emlékeztessük ”a témát a kis feladatunk emlékezetének megszilárdítására,” bár valószínűleg még fontosabb emlékeket kellett volna összemérniük, emlékeztet Carlyle Smithre, a világ egyik vezető alváskutatójára és az Ontario-i Trent University Sleep Research Laboratories igazgatója.

Smith bizonyítékokat akart szerezni arról, hogy a memóriakonszolidáció alvás közben bekövetkezett, amit sok tudós kétségbe vonott. Valamire volt rá, de a munkáját leginkább figyelmen kívül hagyták, mert előzte meg az áttörő felfedezéseket a tudósok alvásról és a memóriáról szóló jelenlegi megértéséről.

2007-ben Björn Rasch, a svájci Fribourg-i Egyetem Diekelmann biopszichológusa és kollégája újjáélesztette a TMR-t a Koncentráció memória játék verziójával. Míg az emberek megtanulták a képeket a számítógépes képernyőn egyes helyekhez rendelni, a tudósok a rózsák illatába pumpáltak. Ez a szag, amely a háttérbe került, az emberek fejében összekapcsolódott azzal, amit tanulnak. Azok, akik az alvás során újra ki voltak téve az aromájuknak, a kártyák elhelyezésének élén álltak.

Érdekes, hogy a csapat folytatta a technikát, amit találtak, hogy az emlékeket stabilabbá teheti, és gyorsabban végezheti el, mint ahogy másképp lenne. Különböző egyéb illatok, amiket felfedeztek, ugyanolyan jól működtek, hogy emlékezzen. De még nem voltak biztosak abban, hogy mennyi információt lehet egyetlen szaghoz rögzíteni, vagy ha az illat idővel elveszítheti a memória-kiváltó erejét.

Ha a lassú hullám alatti időszakban bizonyos hangokat ismételten bemutattak, az alanyok pontosabban emlékeztek a kapcsolódó képek helyére.

Nem sokáig tartott, mielőtt a tudósok felfedezték, hogy a hang is hatékony trigger. Egy kísérletben az alanyokat arra kérték, hogy emlékezzenek meg egy kép rácskoordinátáira, mint például egy macska vagy vízforraló, amelyet egy megfelelő hanggal párosítottak, mint például moly vagy síp. Ha a lassú hullám alatti időszakban bizonyos hangokat ismételten bemutattak, az alanyok pontosabban emlékeztek a kapcsolódó képek helyére.

A TMR KÖTELEZETTSÉGEI

Bár a TMR még gyerekcipőben jár, a kutatók már nagy előrelépést tettek abban, amit tehet. És a potenciál, most, határtalannak tűnik.

Úgy tűnik, hogy a TMR növeli a motoros készségeket és kifejezett emlékeket. Antony és munkatársai kísérletet készítettek egy „Guitar Hero” -ra emlékeztető játékkal. A résztvevők két különböző dallamot tanultak, amelyek közül az egyiket alvás közben keltették. Ezt követően pontosabban tudták játszani az alvó dallamot, mint a másik.

És lehet, hogy a TMR-t is használhatjuk az emlékek megváltoztatására. Nemrégiben Diekelmann és kohorszja arról számolt be, hogy a TMR segítette az embereket, hogy kitalálják a rejtett mintákat, átalakítva intuíciójukat a megértésbe (a nők nem kaptak jelentős növekedést, de a legtöbb TMR tanulmány nem mutat különbséget a nemek között).

Amikor Penny Lewis a Cardiff Egyetemről „olyan dallamokat idézett elő, amelyeket az emberek korábban kihasználtak, az emberek gyorsabbá és jobbá váltak a dallam írásában.

És amikor a Batterink és a cég felkérte az embereket, hogy szétválogassanak egy szavakat, amelyeket egy összeállított grammatikai rendszer szerint szereltek össze, úgy tűnt, a TMR segített nekik intuitálni a rendszer szabályait. - Ezek elég kicsi hatások - mondja Batterink. - Nem olyan, mintha kétszer olyan jó lenne.

De mégis inspiráló. A tudósok még azt is vizsgálják, hogy a TMR befolyásolhatja-e az érzelmi emlékek konszolidációját. Lewis például ásni kezd, hogy az alvás közben fellépő zavaró emlékeket nehezíti-e vagy sem.

„Van néhány nagyon szép adatunk, ami arra utal, hogy képes” - mondja.

Lewis és munkatársai bemutatják a képeket zavaró embereket (mint például az autóbaleseteket), és egy hangjelzővel párosulnak. Az alvás után az emberek úgy találják, hogy ezek a képek kevésbé zavaróak, ha a TMR segítségével újraaktiválták őket. Ennek a jelenségnek az egyik magyarázata egy noradrenalin nevű neurotranszmitterben rejlik, amely a REM alvás során jelentősen csökken. Segíti a testünk fiziológiai félelmének megválaszolását, mint például a megnövekedett pulzusszám, az izzadás vagy a pupilla dilatáció.

Lewis ásni kezd, hogy az alvás közben zavaró emlékeket vált ki-e vagy sem, és ezáltal kevésbé zavaró lehet. „Van néhány nagyon szép adatunk, ami arra utal, hogy képes” - mondja.

„Az az elképzelés, hogy ha ezekben az időkben újra megismétli ezeket az emlékeket, valójában nem lehet az érzelmi válasz” - mondja Lewis. „Így a fiziológiai válasz nélküli visszajátszás segíthet az embereknek abban, hogy elválasszák a memóriát az érzelmektől.”

Nem nehéz elképzelni a TMR-t a trauma-rendellenességek kezelésében, beleértve a PTSD-t is. Ragyogó kilátást jelent, de most is, még a korai próbákban is, amikor azok, akik rombolják az emlékeket, túl korai lenne következtetéseket levonni.

„Szükségünk van egy jó adatbázisra, mielőtt átadnánk ezt a betegeknek, mert nem teljesen világos, hogy mit fog tenni” - mondja Rasch. „Ez valóban segíti az embereket, hogy újraaktiválja ezt a traumatikus memóriát alvás közben, vagy rosszabbá teszi a dolgokat?”

Rasch és munkatársai azt is vizsgálják, hogy a TMR hogyan segítheti az idegen nyelvű szókincs tanulását.

És bár úgy tűnik, hogy a TMR a leginkább hasznos a még konszolidált emlékek fokozásában, hasznos lehet az Alzheimer-kórban szenvedő betegek számára, hogy emlékezzenek a hazaérkezésre vagy a családtagok felismerésére. A fizikus terapeuták is hasznosíthatják a TMR-t, hogy segítsék az embereket a motoros készségek helyreállításában a stroke vagy sérülés után.

Az is jó eséllyel rendelkezik, hogy a TMR is befolyásolhatja az emberek gondolkodását. Mondja, hogy egy pártnál van, és a helyszínen szúrja be kollégáját. Ön hullám; nem válaszolnak. Magadnak kell megítélnie, hogy elrabolnak-e vagy nem láttak. Mindig hasonló kétértelmű helyzetekben futunk. Néhány ember, mint például a szorongás vagy a depresszió, nagyobb valószínűséggel negatív centrifugálást okoz.

A HIBÁT TMR

A TMR alkalmazásainak arzenálja ellenére a memóriára gyakorolt ​​hatása finom, és nem világos, hogy a hatások mennyi ideig tartanak. És más kinkeket kell kidolgozni.

Például hogyan jelennek meg az egyéni visszajátszások az emberi agyban?

- Még csak nem is tudjuk, hogy néz ki a jel - mondta Antony. Ő és kollégái a TMR-t használják, hogy bemutassák az emberekben a memória visszajátszását azáltal, hogy mérik az alanyok által korábban megtekintett képek elektrokefeográfiával (EEG) való újraaktiválását.

„A szag nagyon erőteljes trigger, mert közvetlenül kapcsolódik ehhez az agyrégióhoz, amely a memóriához kapcsolódik, míg a hangoknak először meg kell állniuk a közvetítőállomáson.”

A hang és a szag sikeresen használatosak a TMR kísérletekben, és minden tartománynak saját előnyei vannak. A szag, az elkezdők számára, nem idegen az alváskutatás világában. Bizonyos bizonyíték van arra, hogy a gyógynövények, például a levendula segíthetnek pihenni és leereszkedni, és hogy az illata befolyásolhatja az egyén álmai érzelmi tartalmát.

Valójában az agy szaglási rendszere szorosan kapcsolódik a hippokampuszhoz és az érzelmekkel kapcsolatos területekhez, mint például az amygdala. A szagok általában nem ébresztenek fel minket; alvás közben feldolgozzák, anélkül, hogy megzavarnák.

Ugyanez nem igaz a hangokra, amelyeket a thalamuson vezetnek át.„A szag egy nagyon erős trigger, mert közvetlenül kapcsolódik ehhez az agyrégióhoz, amely a memóriához kapcsolódik, míg a hangok… először meg kell állniuk a közvetítőállomáson” - mondja Pereira.

A TMR pontosan kalibráló hangjai is trükkösek. A zajok könnyen megzavarhatják a talpfát. És mégis, „ha túl csendben játszod őket, nem vagy teljesen biztos benne, hogy regisztrálnak” - mondja Batterink. - Tehát ez egy kicsit finom egyensúly lehet a hangerő egyéni alapon történő megszerzése között.

Másrészről, a hang a motoros készség teljesítményének sikerességében sikeresebb, mint a szag; A hallásfeldolgozásban érintett agyterületek erősen kapcsolódnak a motorterületekhez, Diekelmann szerint.

A szagokhoz képest a hangok könnyebben irányíthatók otthon, ami azt jelenti, hogy a tudósok majdnem korlátlan könyvtárat hozhatnak létre. „Ha 60 különböző szagot akarunk, amelyek valóban megkülönböztethetőek egymástól, sokkal nehezebb lenne megszervezni” - mondja Lewis.

A szag egy tompa eszköz, amely egyformán hat a memóriákra (a kísérleti tanulmányok során). A hangok pontosabb, finomabb szemléletű megközelítést tesznek lehetővé, amely pontosan meghatározhatja az egyéni emlékeket.

Ráadásul a hangok gyorsabban játszhatók és feldolgozhatók, mint a szagok. A szag egy tompa eszköz, amely egyformán hat a memóriákra (a kísérleti tanulmányok során). A hangok pontosabb, finomabb szemléletű megközelítést tesznek lehetővé, amely pontosan meghatározhatja az egyéni emlékeket.

Ha a TMR kitörhet a laborból, akkor más gyakorlati megfontolások is maradnak. Otthoni használatra a tudósoknak olyan modulot kell kifejleszteniük, amely azonosítja a személy alvási szakaszát, majd a megfelelő időben leadja a cue-t. Az emberek a Rebachai Spencer, a Massachusetts Amherst-i egyetemenkénti hanghoz szoktak szokni.

Smith, aki elképzeli, hogy a TMR-t tanulásra vagy sportolásra használják, azt mondja: „Az ötlet valamilyen nagyon egyszerű eszközt vagy alkalmazást vár, amely képes ezeket megtenni, bár úgy gondolom, hogy ez teljesen lehetséges.”

Rasch és munkatársai egy ilyen eszköz kifejlesztésén dolgoznak, amely rögzíti a személy alvását, majd automatikusan a megfelelő időben és megfelelő hangerőn mutatja be a szavakat. Várja, hogy egy vagy két év múlva elvárható bizonyítékot kap, mely időpontban munkatársakat talál a modul szerkesztéséhez.

- Ez valószínűleg elektródokat vagy valamilyen agyi felvevő eszközt tartalmazna … sokkal egyszerűbb, mint az alváslaboratóriumban - mondja.

A MEMÓRIA TÖRTÉNŐ SÉRÜLŐ OLDAL

A memóriával való bánásmód veszélyes üzlet, és minden technológia, függetlenül attól, hogy milyen jól szándékozik, használhatatlanná válhat. Amikor eljön az idő, amikor a TMR kiindul a laborból, fel kell ismernie a potenciálisan veszélyeztetett felhasználásokat.

Az egyik legnagyobb gond az, hogy a TMR befolyásolhatja az emberek gondolkodását. És Rasch kutatásai arról, hogyan tudják tolni az értelmezési torzításokat (hogyan érzékeljük valakinek, hogy cselekszünk velünk szemben), csak a kezdet.

„Használhatja a TMR-t, hogy segítsen az embereknek csökkenteni az elfogultságukat, de ugyanolyan könnyen… is megpróbálhatja meggyőzni az embereket, hogy ezek az ötletek jobbak, vagy ezek az emberek jobbak”

Antony óvatos az extrapolációval kapcsolatban. „Ez ígéretes, de nem volt közvetlen kapcsolat, amely megmutatta, hogy ez a rasszizmus gyógyítására szolgál” - mondja.

„A TMR-t jóan használhatja, hogy segítsen az embereknek csökkenteni az elfogultságukat, de ugyanolyan könnyedén… is megpróbálhatja meggyőzni az embereket, hogy ezek az ötletek jobbak, vagy ezek az emberek jobbak” - mondja Pereira, aki az ígéretet és a TMR kutatások buktatói.

A kutatók szerint a TMR-agymosás nem valószínű. De vannak más aggályok is: Képzeld el, hogy egy szállodai szobában vagy, miközben alszol, valaki egy különösen vajas croissant illatában csövek. Ahogy másnap reggel elindul a reggeliző bárba, a pelyhes péksütemény eladó. A croissant helyett bármilyen terméket vagy akár ötletet kapsz, és megkapod az ötletet.

„Azt hiszem, a fő probléma… ha nem tájékoztat arról, hogy mi játszik, amikor alszol,” mondja Rasch.

Ha a TMR leggyakoribb megtestesülése a tanulás ösztönzésének eszköze, valószínűleg az Antonyonkénti rosszindulatú alkalmazások kockázata alacsony. Azt mondja, a legfontosabb aggodalom, hogy az emberek ismerik a relatív költségeket és előnyöket.

- Még mindig nem értjük pontosan, hogy ez hogyan működik - mondja Pereira. - Nem tudod, mi fog történni, és így nem kellene csak otthon kipróbálni.

A TMR kísérletek néhány negatív következménye megjelent. Lewis dallamkísérletében például a TMR-t kapó emberek rosszabbak voltak, mint mások a második, nem cued szekvencia végrehajtásához vagy megfejtéséhez. Ez azt jelzi, hogy a memória visszajátszás korlátozott erőforrás lehet az agyban.

„Ha bebizonyítod, hogy ez egy biztonságos és hatékony technika a megismerés fokozására, akkor hogyan dönthetsz el, hogy ki fér hozzá és miért?”

Számos kísérlet kompromisszumra utal, ahol a memória újbóli aktiválása és ezzel egyidejű növelése a másik cementkötés költsége. Ha a TMR nulla összegű nyereséget eredményez, a felhasználók nem tudják megerősíteni azokat a memóriákat, amelyekre nem koncentrálnak. A diákok mondhatják, hogy a spanyol szókincset a Trigben tanult egyenletek rovására szedik.

A másik gond az, hogy a TMR felhasználók véletlenül hamis emlékeket hozhatnak létre. Ez már megtörténik, ha emlékezéseket adunk át a hosszú távú tárolásra; az újraaktiválás megőrzi vagy általánosítja a tapasztalat lényegét, de az egyes részletek elromolhatnak. Lehetséges, hogy a TMR ösztönzi ezt a folyamatot.

És, mint más kognitív funkciókat növelő potenciális eszközöknél, a tudósok is óvatosak. „Valamit csinálunk az agyral olyan állapotban, ahol a tudatos kontroll korlátozott” - mondja Rasch. - Ezt figyelembe kell vennünk.

Mivel még mindig nem tudjuk biztosan, hogy a TMR-nek van-e hosszú távú egészségügyi következménye, Rasch azt mondja, hogy nem ajánlja azt még nagyobb méretben, vagy olyan emberekben, akik olyan feltételekkel rendelkeznek, mint a PTSD. De az egyszerű, egyéni használathoz, mint például a szókincs-tanuláshoz, azt mondja, valószínűleg nem sok veszélyt jelent.

Kezdetben a TMR valószínűleg drága lesz, és még több előnyt jelent az embereknek, akik pénzzel égetnek.

„Ha bizonyítja, hogy ez egy biztonságos és hatékony technika a megismerés fokozására,” mondja Pereira. - Akkor hogyan dönti el, hogy kinek van hozzáférése, és miért?

A MEMÓRIA JÖVŐJE

Mielőtt a hozzáférés és a szándék kérdése még megvitatásra kerülne, még a kutatás éveinek befejezése még nem szükséges, mielőtt a tudósok elkezdenék a tudatalattiba belépni az emlékeket kivonni, fokozni vagy megváltoztatni. Kutatókonként a jövőbeli TMR-ajándékok végül reménytelenek, még akkor is, ha több mint egy kicsit félénk.

Képzeld el, hogy ez a forgatókönyv: Húsz év múlva egy szörnyű esemény zajlik, amelyre Ön jelen van. Talán egy éjszaka vagy utazás közben hazafelé fordult. Bármi is legyen, mélyen megrázta, és rettenetes emlékek kísértetét találja. Szokásos beszédterápiát is folytathat, de úgy is dönthet, hogy találkozik egy speciálisabb orvosral.

A szekció során az orvos gyors hangot fog játszani, vagy egy illatosító szagot szór. Ez a hang vagy illat ismét megjelenik, amikor egy szokásos éjszakai alvást élvez az irodájában, kiváltja és felújítja a memóriát, amikor álmodik. Ébrensz, mentes a gonosz emlékektől, mintha nem más lenne, mint egy mól, amit le kellett volna lenni. Reggel, aláírja, hogy néhány papír rázza meg az orvos kezét.

Eltávolították az agyat, és meg tudták alakítani az agyat. Még egy memória sem emlékszik - ez egyszerűen eltűnt. Ön szabadon mozoghat előre, akadály nélkül, a jövőben.