211service.com
Lär dig medan du sover
Ett team av forskare i Tyskland har funnit att en viss typ av minne förbättras när en persons hjärna stimuleras med en mild elektrisk ström under en viss fas av sömncykeln.
Hjärnforskare Jan Born , vid universitetet i Lubeck, har studerat sömnens roll i mänskligt minne under det senaste decenniet. Under de senaste åren har det funnits bevis som tyder på att REM-sömn och icke-REM-sömn tjänar till att stärka neuronanslutningar för olika typer av minnen. Medan det vetenskapliga samfundet är splittrat om hur dessa faser påverkar minnet, har Born och hans kollegor nyligen fokuserat på icke-REM-sömn, särskilt den initiala, dåsig, långsamma fasen. De är intresserade av dess roll i att stärka deklarativa minnen, även kända som faktabaserade minnen, i motsats till andra typer av minne som motorisk färdighet eller procedurinlärning.
Du minns de saker som konsolideras under sömnen bättre än inte under sömnen, säger Born. Vår forskning tar reda på vilka stadier som är viktigare för minnen.
I tidigare studier har forskare funnit att olika faser av sömn kännetecknas av olika mönster av hjärnaktivitet. Den mest kända är REM-sömnen, en period av ökad aktivitet i cortex när drömmar vanligtvis inträffar. Under en hel natts vila upptar REM-sömn 20 procent av en persons sömn.
De övriga 80 procenten ägnas åt icke-REM-sömn: en period med relativt liten verkan, mestadels bestående av långsamma, synkroniserade vågor som färdas över hjärnans yta. Mindre är känt om denna relativt vilande fas, och Born teoretiserar att det faktiskt inte är en vilande fas alls. Snarare kan denna långsamma sömn fungera som en sorts hemlig repris av vad man lärde sig innan en individ somnade. Det vill säga, denna synkroniserade aktivitet kan på något sätt förstärka neuronkopplingar som är involverade i upprättandet av långtidsminnen, särskilt för fakta.
För att testa denna hypotes applicerade Born och hans kollegor elektroder i hårbotten på 13 frivilliga medicinstudenter. Hela gruppen utsattes för på varandra följande nätter av testning genom olika typer av stimulering. Innan de gick och la sig ombads de lära sig en lista med ordpar (en deklarativ inlärningsuppgift). De lärde sig också en fingerknackövning som normalt är förknippad med motorisk inlärning. När de sov stimulerade forskarna sina hjärnor elektriskt med en mild 0,75 hertz ström med 5 minuters intervall under en tidig 30 minuters period av icke-REM-sömn. Den applicerade strömmen matchade den naturligt förekommande långsamma vågfrekvensen för icke-REM-sömn, och den var tillräckligt låg för att inte störa frivilliga när de sov. På andra nätter ändrade forskare strömmen, och de applicerade också strömmar under både icke-REM- och REM-faser av sömn. Ibland, som en kontroll, applicerade de ingen ström alls.
Efter varje natts sömn ombads volontärer, när de väl var fullt uppmärksamma, att komma ihåg uppgifterna de hade lärt sig dagen innan. Av alla försök förbättrades de mest signifikant efter att ha stimulerats vid 0,75 hertz under icke-REM-sömn. Dessutom sågs förbättringen, även om den var liten (8 procent), endast på ordparuppgiften, vilket tyder på en koppling mellan icke-REM-sömn och faktabaserat, eller deklarativt, minne. Jag tror att det är en mycket bra indikator som får oss att tro att vi inducerade ett riktigt fysiologiskt mönster i dessa hjärnnätverk, säger Born. Denna [aktivitet] stimulerar i sin tur hjärnan att spela upp dessa minnen.
Han säger att även om den uppmätta förbättringen var liten, tyder det faktum att experimentet testades på högpresterande – läkarstudenter som är vana vid att memorera stora mängder information i en enda sittning – att varje förbättring är signifikant.
Terry Sejnowski , professor och chef för Computational Neurobiology Laboratory vid Salk Institute for Biological Studies, har också studerat sömnens roll i minnet. Sejnowski ser Borns fynd som ett viktigt framsteg i studiet av minneskonsolidering.
Tidigare studier visade bara att minnesförbättringar var korrelerade med hjärnoscillationer, och endast för icke-faktuella former av minne, såsom motorisk inlärning, säger Sejnowski. Denna studie ger bevis för att sambandet mellan sömn och minne är orsakssamband och kan leda till ett praktiskt sätt att förbättra minnet.
Born håller med om denna sista punkt, och han tror att elektrisk stimulering under sömnen en dag kan vara en möjlig terapi för dem med minnesförlustproblem.
Men andra gillar Jerome Siegel är försiktiga med att koppla ihop sömn med minne. Siegel, en psykiater vid University of California i Los Angeles och chef för dess Center for Sleep Research, säger att även om sömn kan ha en viss roll i att bilda minnen, är det inte en viktig roll. Han varnar för att det finns en fara med att misstolka data när man försöker fastställa en orsaksroll.
Man måste undra i vilken utsträckning man får slumpmässiga resultat bara för att man mäter många variabler, säger Siegel. Det finns också prestationsproblemet, där om sömnen är djupare är prestanda bättre och det skiljer sig från minnet.
I framtida studier planerar Born att reta ut de många variablerna från detta initiala experiment genom att titta på effekterna av specifika strömmar och om det kommer att ha betydande effekter att tillämpa dem under olika långa tider.
Vi har också en plan för att se om man kan använda stimulering inte bara för att intensifiera ett pågående sömnstadium som icke-REM-sömn, säger Born, men om man till exempel kan ändra hjärnans tillstånd från vaket tillstånd till sovande tillstånd, vilket är vad vi än så länge ser som en dröm – forskarens dröm.