kapcsolodo tartalom
- A Zebra Finches egy kis álom a dallamról
Anyám öt gyermek egyike, tehát rengeteg története van róla és testvéreinek kalandjairól. Az egyik kedvencem Dorsey bátyám és korai tudományos törekvéseim körül forog. Amikor anyukám körülbelül nyolc éves volt, bátyja minden este az ágya alá csúsztatott egy szalagos lejátszót, hogy csendesen eljátssza Edgar Allan Poe „A holló” (1845) versét. Éjszaka éjszaka játszotta a szalagot, és megpróbálta kipróbálni, hogy a lány spontán módon elmondja-e a verset minden expozíciójának. Ahogy mondja, minden alkalommal felébredt, amikor a felvétel lejátszása megkezdődött. Persze, hogy még mindig elmondhatja az első néhány sort, de csak azért, mert éjjel éjszaka felébresztette a vers.
A nagybátyámnak sosem sikerült rávennie anyukát, hogy „aludjon tanulni”, de kiderül, hogy néhány ötlete talán nem lett volna annyira téves. Míg az alvás-tanulás, amelyet hipnopédiának is neveztek, már nem működik, a laboratóriumomban és másokban működő idegtudósok most felfedezik az stimulusok, például hangjelzések használatát alvás közben az emlékek megerősítésére.
A korai kutatók ugyanazt a hibát követték el, mint Dorsey bácsi, és azt hitték, hogy új anyagot tanulhatunk alvás közben ozmózissal, à la Aldous Huxley Brave New World (1932) című műjével . Csakúgy, mint a disztopikus regényben, az alvás-tanulást kísérletező kísérletek gyakran azon a téves feltevésen alapultak, hogy az alvás hipnotikus állapot. Az 1920-as években néhány kutató úgy gondolta, hogy teljesen új információt tudnak megtanítani a résztvevőknek hangfelvételek lejátszásával, miközben alszanak, és a feltalálók elképzelés alapján elkezdenek eladni eszközöket. Nem sokban különbözött a Dexter's Laboratory „Big Cheese” (1996) epizódjától, amelyben a fiú-zseni rajzfilmfigurája egy hatalmas eszközt használ, hogy megpróbálja megtanulni magának franciát alvás közben: ez nem működött.
A kutatók csak az 1950-es években fedezték fel a hypnopedia szándékos hatásait, amelyek valójában nem az alvás miatt merültek fel. Ehelyett ezek a kontrakciók valóban felébresztették az embereket. A debunkerek meg tudták mondani egy viszonylag bevált módszerrel, az úgynevezett elektroencephalography (EEG) módszerrel, amely az agy elektromos jeleit rögzíti a fejbőrön elhelyezett elektródokon keresztül. Az EEG felhasználásával a kutatók megmondhatták, hogy az alvás-tanulók valóban ébren vannak (amit ma még mindig kutatunk), és ez csak az alvás mint kognitív eszköz kutatását zárta le. Ötven évvel később, most már tudjuk, hogy alvás közben megváltoztathatjuk a memóriát, éppen a korábban vártnál eltérő módon.
2007-ben a Lübecki Egyetem Björn Rasch idegtudós szakember és munkatársai beszámoltak arról, hogy a korábban megtanult anyaggal összefüggő szagok felhasználhatók az alvó agy meggátolására. A tanulmány szerzői megtanították a résztvevőknek a tárgyak elhelyezkedését a rácson, akárcsak a Koncentráció játékban, és a rózsa illatának kitéve őket. Ezután a résztvevők aludtak a laboratóriumban, és a kísérletezők várták az alvás legmélyebb szakaszát (lassú hullámú alvás), hogy ismét ki lehessen tegyék a szagokat. Akkor, amikor ébren voltak, a résztvevők jelentősen jobban tudtak emlékezni arra, hogy hol vannak a tárgyak. Ez csak akkor működött, ha a rózsa illata ki volt téve a tanulás során, és illatosította azt lassú hullámú alvás közben. Ha csak ébren vagy REM alvás alatt vannak kitéve a szagnak, a dákó nem működött.
Szinte túl jónak tűnt, hogy igaz legyen. Megcímkézhetjük-e az emlékeket a szaglással való tanulás során, és rávehetjük az agyunkat, hogy alvás közben megismételje? Az eredeti cikk óta elvégzett többszörös vizsgálat igazolta a megállapítást, és még új variációk is merültek fel, mint például hangjelzések használata a szagok helyett.
A kognitív idegtudományi Paller Lab laboratóriumban, ahol Észak-Nyugati Egyetemen dolgozom, több cikk is megjelent, amelyek igazolják, hogy az idegtudósok összekapcsolhatják egyetlen hangot egyetlen objektummal és újraaktiválhatják azt külön-külön. Például játszhatsz a Koncentráció játékot, és megtudhatod, hogy a macska a bal alsó sarokban, a teáskanna a jobb felső sarokban található. Amikor megtanulod a macskát, miau hallat, és amikor megtanulod a vízforralót, sípot hall. Most, ha lassú hullámú alvás közben csak az egyik hangot játsszuk, mint például a miau, akkor még jobban emlékszik a macska helyére, mint a vízforraló. Ne feledje, hogy mindkét elemet kezdetben ugyanolyan jól megtanulták, megmutatva, hogy az alvásjelzés elsősorban a macskát segítette. Az a képesség, hogy speciális memóriákat válasszon újraaktiválásra, célzott memória újraaktivációnak (TMR) nevezzük.
TMR-nek nevezzük, mert úgy gondoljuk, hogy egy ilyen hangjel lejátszása újra aktiválja az objektum helyének az előző feladatból való megtanulásának memóriáját. Laboratóriumom úgy véli, hogy a memória ez a visszajátszása lehetővé teszi az agy számára, hogy megerősítse memória reprezentációját, ezáltal jobb visszahívást eredményezve. Patkányokkal együttműködve Daniel Bendor és Matthew Wilson, a Massachusetts Technológiai Intézet agytudósai pontosan ezt a várt visszajátszást fedezték fel, amikor korábbi tanuláshoz kapcsolódó hangjelzéseket adtak.
Az idegtudósok most kezdik a TMR működését. A csoportom egyik közelmúltbeli tanulmánya nagyon sokat működött, mint például a Guitar Hero videojáték, ahol a játékos középpontjában áll a zenész. James Antony, aki mostantól doktori doktor a Princetoni Egyetemen, de akkoriban végzős hallgató volt, arra késztette a résztvevőket, hogy két zenei sorozatot megtanuljanak a billentyűzeten. A dalok négy hangjegyzékből álltak, amelyek csökkenő körként jelentek meg, nagyjából hasonlóan a játékhoz. Miután mindkét dalt ugyanolyan jól megtanulták, a résztvevők lehajoltak, és Antony egyik dallal megkísérte őket. Amikor alvás után újra megismételték őket, a résztvevők jobban voltak az alvás által átadott dalnál, mint a nem megváltott dal. Gondolj arra, milyen gyorsan meg lehet tanulni egy új hangszert vagy dalt, csupán emlékeztetve alvó agyát a korábbi tanulásra!
Bár néhány transzlációs kutatás megkezdődött, még mindig nem tudjuk a TMR vagy általában az alváskísérlet határait. Egy 2017. évi tanulmányban a laboratóriumi és kollégáim Laura Batterink, posztdoktori kutató megállapította, hogy a TMR, a REM alvással kombinálva, a délutáni alvás közben kiváltott szavak jobb felidézéséhez vezet. Ez a kutatás úgy tűnik, hogy rámutat a REM alvásra, mint hasznos állapotra, amikor a cued memóriákat integrálják a már létező memóriahálózatokba.
A kiemelkedő kérdések, amelyeket még meg kell oldani, a következők: működik-e ez idegen nyelvtanuláshoz (azaz nyelvtani tanuláshoz), vagy csak az idegen szókincs megtanulásához? Használható-ea memória teljesítményének fenntartására öregedő népességben? Egyes emlékek újraaktiválása azt jelenti, hogy mások még gyorsabban megsemmisülnek?
Személyesen érdekli, hogy ezek az újraaktivált emlékek hogyan változhatnak ezen jelek miatt. Jelenlegi projektjeim annak megvizsgálására irányulnak, hogy a bevágás miatt az egész memória fenntartja-e a részleteket, vagy esetleg ezek a jelek megerősítik-e a memória lényegét, és elveszítik-e az idegen részletek. Alternatív megoldásként a TMR elősegítheti a memória konszolidációjának minden aspektusát, és csak a nem bevont elemek esetében jelentheti a kognitív költségeket.
Van néhány akadályunk, és ezeknek a kérdéseknek a megoldására szolgáló új projektek folyamatosan növekednek. De továbbra is a határok között vagyunk, hogy megértsük az alvó agyat. Egy olyan tevékenység esetében, amelyet életünk kb. Egyharmadán végezzünk, több kérdés és válasz van. Lehet, hogy a furcsa Dorsey bácsi és az ő Poe szalagjai valóban elővigyázatosak voltak az alváskutatás jövője szempontjából. 
