זיכרון ממוקד Reactivation יגרום לך חכם כמו שאתה ישן

סיפור זה של קייט בגאליי הופיע במקור בוואן וינקלס, הפרסום המוקדש לשינה.

בשלב מסוים של "חיפוש אחר זמן אבוד" של מרסל פרוסט, המספר פורץ בהרגל כדי לקחת קצת תה וקוקי עוגיות. ברגע שהוא טועם את "הנוזל החם המעורב עם הפירורים", הוא מתמלא בשמחה. טעם התה והעוגה מזמין זיכרונות לנעוריו, קשר קרבי לטקס הבוקר ששיתף עם דודתו.

כפי שהבין המספר של פרוסט, החושים שלנו הם מפתחות חזקים לזיכרון. מסתבר שזה נכון בשינה כמו בעקבות. בעוד שאנחנו לא יכולים ללמוד מידע חדש בזמן שאנחנו נמנעים, החוקרים עובדים קשה על תהליך שמפקח על החושים שלנו כדי לעזור למוח הנודד לחזק או לזרוק את מה שהוא כבר נלקח. הטכניקה, הנקראת 'מיקוד ממוקד לזיכרון' (TMR), משתמש רעשים וריחות כדי להגביר את תהליכי חיזוק הזיכרון המתרחשים במהלך השינה. ואם זה מוכיח כיעיל כמו מדענים מאמינים, נוכל להשתמש בו כדי לשפר את היכולת שלנו לקלוט למידה חדשה, לשחרר את אחיזת הזיכרונות הטראומטיים או אפילו לשנות את האופן שבו אנשים חושבים.

"היישומים הפוטנציאליים הם עצומים", אומרת סוזאן דייקלמן, חוקרת מאוניברסיטת טובינגן בגרמניה, שחקרה את ה- TMR במשך מספר שנים.

בקיצור, זה יכול לאפשר לנו לחקור להשתלט על הקשרים בין שינה וזיכרון. "זיכרון חשוב עבור הזהות ואיכות החיים, כך שאם TMR יכול לעזור לזיכרון, זה עשוי לעזור באופן רחב יותר", אומר ג 'יימס אנטוני, מדען מוח בכיר באוניברסיטת פרינסטון. "כי במובנים רבים מה שאנחנו עושים הוא … מנסה לאסוף זיכרונות".

איך לישון מסגירים את הזיכרונות שלנו

כל יום אנחנו מופגזים במידע - מודעות, שיחות, טוויטים, מצליפים, נופים, מכנסיים. כאשר אנו מחליקים מתחת לשמיכות, יש לנו צבר שורה של זיכרונות, שברירי שזה עתה נטבע, אשר בנויים מקשרים בין נוירונים. רבים מן הזיכרונות האלה, כמו מה שאנחנו אוכלים לארוחת צהריים כל יום, לדעוך עם הזמן. אחרים מתחזקים והופכים לזכרונות ארוכי טווח. תהליך זה, המכונה איחוד זיכרון, נראה כי מתרחשת בעיקר במהלך גל איטי. התהליך הבסיסי נקרא החזרה עצבית. לימוד עובדה חדשה או פנים (נקרא זיכרון קידוד) מתאים דפוס מובהק של ירי עצבי. מאוחר יותר, במהלך השינה, מוחנו המנומנם חוזר על אותו דפוס אש עצבי מקודם. זהו משחק אוטומטי של לימוד וחזרה אשר, התיאוריה, עוזרת לזייף זיכרונות מוצקים במוח.

"זה כאילו המוח שלך מתאמן וחוזר על הזיכרונות האלה, אומרת פני לואיס, מדענית מוח ומדעי שינה באוניברסיטת קרדיף בוויילס, שעבודתם מתמקדת באיחוד השינה והזיכרון.

עבור כל זיכרון, הדפוס נראה קצת שונה. אבל אלה קורי חפיפה. "כל פיסת ידע שיש לך קשורה לדברים אחרים", מוסיף אנטוני. לכן, כאשר המוח הישן שלנו מחזיר זיכרונות, הוא לא רק מחזק אותם - הוא מטביע מידע חדש שאספת ברשתות ידע קיימות. כזכור, למשל, הנסיעה האחרונה שלך לחוף. אתה יכול לזכור גלים מתנפצים לאורך החוף, את החול של חול נגד הבהונות, את הרגשות עוררו על ידי החברים שלך. שברים אלה מאוחסנים בחלקים שונים של המוח. "סביר להניח שכאשר הזיכרון משוחזר בצורה זו, זוהי חוויה רב-חושית מלאה", אומר לואיס.

עם TMR, ייתכן שנוכל לעצב תהליכים אלה באמצעות ריחות או רעשים (בתחילה מנוסים כאשר אנו ערים וללמוד מידע חדש) כדי להצית חוזרים. הריחות או הצלילים הנכונים יכולים להגביר את תהליך איחוד הזיכרון, ולסייע לחזק - או אפילו לשנות - זיכרונות.

ההיסטוריה של TMR

מדענים קלטו לראשונה כי רמזים חושיים יכולים להשפיע על הזיכרון במהלך השינה בשנות ה -80, כאשר הם ראו הפעלת זיכרון גדולה יותר אצל חולדות שזועזעו פעמיים - במהלך משימת למידה ושוב במהלך השינה. לאחר מכן, בשנת 1990, צוות בקנדה זיווג צליל שעון מתקתק עם משימה ההיגיון. "הרעיון היה 'להזכיר' את הנושא ל'עבודה 'על איחוד הזיכרון של המשימה הקטנה שלנו", על אף שלכאורה היו להם זכרונות חשובים יותר שצריך להתאחד, נזכר קרלייל סמית', אחד מחוקרי השינה המובילים בעולם מנהל אוניברסיטת טרנט שינה מעבדות מחקר באונטריו.

סמית רצה לאסוף עדויות לכך שקיימות זיכרון בשינה, אשר מדענים רבים הטילו ספק באותה עת. הוא היה על משהו, אבל עבודתו היתה התעלמו בעיקר משום שהוא קדמה את פריצות דרך תגליות על reaysays הבסיסית של המדענים הבנה הנוכחית של שינה וזיכרון.

בשנת 2007, ביורן Rasch, ביופסיה ועמית של Diekelmann באוניברסיטת פריבורג ב שוויץ, חידשה TMR באמצעות גרסה של המשחק זיכרון ריכוז. בעוד אנשים למדו לקשר תמונות של כרטיסים עם מיקומים מסוימים על מסך המחשב, המדענים שאוב ריח של ורדים. ריח זה, שהגיע לרקע, נקשר במוחותיהם של אנשים עם מה שלמדו. אלו שנחשפו מחדש לארומה במהלך השינה היו בעלי חשיבות בהיזכרות במיקום הקלפים.

מסוקרן, הצוות המשיך לחקור את הטכניקה, אשר הם מצאו יכול לעשות זיכרונות יציבים יותר, ולעשות את זה מהר יותר, ממה שהם היו אחרת. ניחוחות שונים אחרים, כך גילו, עבדו באותה מידה כדי לרמוז זכרונות. אבל הם עדיין לא היו בטוחים כמה מידע יכול להיות מוצמד לריח אחד, או אם הריח עלול לאבד את כוח הזרימה שלו לאורך זמן.

כאשר צלילים מסוימים הוצגו שוב במהלך גלי שינה איטיים, הנבדקים זכרו מקומות בצורה מדויקת יותר.

זה לא היה הרבה לפני מדענים גילו כי הצליל, גם, הוא מפעיל יעיל. בניסוי אחד, התבקשו הנבדקים לשנן את קואורדינטות הרשת של תמונה, כגון חתול או קומקום, אשר זיווגו עם צליל רלוונטי, כגון מיאו או משרוקית. כאשר צלילים מסוימים הוצגו שוב במהלך גלי שינה איטיים, הנבדקים זכרו מקומות בצורה מדויקת יותר.

היכולות של TMR

למרות ש- TMR נמצאת בחיתוליו, חוקרים כבר ראו התקדמות רבה במה שהיא יכולה לעשות. והפוטנציאל, ברגע זה, נראה אינסופי.

TMR נראה להגביר מיומנויות מוטוריות כמו גם זיכרונות מפורשים. אנטוני ועמיתיו הקימו ניסוי באמצעות משחק הדומה ל"גיבור גיטרה ". המשתתפים למדו שני מנגינות שונות, שאחת מהן נקלעה לשינה. לאחר מכן, הם יכלו לנגן את מנגינת השינה בצורה מדויקת יותר מאשר את השני.

וייתכן שנוכל להשתמש ב- TMR כדי לשנות גם זיכרונות. לאחרונה, דיקלמן וקבוצתה דיווחו כי TMR סייעה לגברים להבין דפוסים נסתרים, להפוך את האינטואיציה שלהם להבנה (נשים לא קיבלו דחיפה משמעותית, אך רוב מחקרי ה- TMR לא חושפים הבדל בין המינים).

כאשר פני לואיס מאוניברסיטת קרדיף אמרה "מנגינות שאנשים טפחו קודם לכן, אנשים נהפכו למהירים יותר וטובים יותר בבניית המנגינה בכתיבה.

וכאשר בטרינק והחברה ביקשו מאנשים לפענח את המלים שנאספו על פי מערכת דקדוקית שנעשתה, TMR נראה כי הם מסייעים להם לחוש את כללי המערכת. "אלו הן השפעות די קטנות", אומר בטרינק. "זה לא כאילו הם טובים פי שניים".

אבל עדיין, זה מעורר השראה. מדענים אפילו חוקרים האם TMR יכול להשפיע על האופן שבו מתאחדים הזיכרונות הרגשיים. לואיס, למשל, הוא לחפור אם או לא מפעיל זיכרונות מרגיז במהלך השינה יכול לגרום להם פחות מצער.

"יש לנו כמה נתונים נחמדים מאוד המציעים שזה יכול", היא אומרת.

לואיס ועמיתיה מציגים אנשים מטרידים תמונות (כגון קריסות רכב) יחד עם רמז קול. לאחר השינה, אנשים מוצאים את התמונות האלה פחות מטרידות אם הם הופעלו מחדש באמצעות TMR. הסבר אחד לתופעה זו עשוי להיות נוירוטרנסמיטר בשם נואדרנלין, אשר פחתה מאוד במהלך שנת REM. היא עוזרת לשלוט בתגובות הפחד הפיזיולוגיות של גופנו, כגון קצב לב מוגבר, הזעה או התרחבות של תלמידים.

לואיס הוא לחפור אם או לא מפעיל זיכרונות מרגיז במהלך השינה יכול לגרום להם פחות מצער. "יש לנו כמה נתונים נחמדים מאוד המציעים שזה יכול", היא אומרת.

"הרעיון הוא שאם תשחזר את הזיכרונות האלה באותו זמן, אתה באמת לא יכול לקבל את התגובה הרגשית," אומר לואיס. "אז החזרתו מחדש ללא התגובה הפיזיולוגית יכולה לעזור לאנשים לסלק את הזיכרון מהרגש".

זה לא קשה לדמיין TMR כטיפול בהפרעות טראומה כולל PTSD. זה סיכויים מפתים, אבל לעת עתה, אפילו במשפטים מוקדמים של אלה עם זיכרונות מטרידים, מוקדם מדי להסיק מסקנות, הוא אומר.

"אנחנו צריכים מסד נתונים טוב לפני שנוכל להעביר את זה לחולים, כי זה לא ממש ברור מה זה יעשה", אומר Rasch. "האם זה באמת עוזר לאנשים, להפעיל מחדש את הזיכרון הטראומטי הזה במהלך השינה, או שזה מחמיר את המצב?"

Rasch ועמיתיו חוקרים גם כיצד TMR עשויה להקל על לימוד אוצר מילים בשפה זרה.

ובעוד TMR נראה מועיל ביותר על שיפור הזיכרונות כי הם עדיין מאוחדים, זה עשוי לעזור לעזור לחולי אלצהיימר זוכר את הדרך הביתה או לזהות בני משפחה. פיזיותרפיסטים יכולים גם לנצל את ה- TMR כדי לעזור לאנשים להתאושש מיומנויות מוטוריות לאחר שבץ או פציעה.

זה גם טוב בתחום האפשרות כי TMR יכול אפילו להשפיע על איך אנשים חושבים. תגיד שאתה במסיבה, ומציין את עמיתך מעבר לחדר. אתה מנופף; הם לא מגיבים. אתה חייב לשפוט בעצמך אם הם snubbing לך או פשוט לא לראות אותך. אנו נתקלים במצבים מעורפלים דומים כל הזמן. יש אנשים, כמו אלה עם חרדה או דיכאון, נוטים יותר לשים ספין שלילי עליהם.

הבעיה עם TMR

למרות ארסנל של יישומים עבור TMR, השפעתה על הזיכרון הוא מתוחכם, ולא ברור כמה זמן ההשפעות נמשכות. ועוד kinks צריך להיות הסתדר.

לדוגמה, איך מופיעים חוזרים בודדים במוח האנושי?

"אנחנו אפילו לא יודעים איך נראה האות, "אומר אנטוני. הוא ועמיתיו משתמשים ב- TMR כדי להמחיש הצגה חוזרת של הזיכרון אצל אנשים על ידי מדידתם מחדש של הנבדקים של תמונות שנצפו בעבר באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG).

"הריח הוא גורם חזק מאוד כי הוא מחובר ישירות לאזור המוח הזה שקשור לזיכרון, בעוד הצלילים … חייבים לעצור בתחנת הממסר הראשונה".

צליל וריח הן בהצלחה שימש רמזים בניסויים TMR, ולכל תחום יש יתרונות משלה. הריח, קודם כול, אינו זר בעולם מדעי השינה. יש כמה ראיות כי עשבי תיבול כגון לבנדר יכול לעזור לנו להירגע להיסחף, וזה ריח יכול להשפיע על התוכן הרגשי של חלומות של אדם.

אכן, מערכת הריח של המוח קשורה קשר הדוק להיפוקמפוס ולאזורים הקשורים ברגשות כמו האמיגדלה. ריח גם בדרך כלל לא להעיר אותנו; הם מעובדים במהלך השינה מבלי להפריע לה.

זה לא נכון לגבי צלילים, אשר מנותבים דרך התלמוס."ריח הוא גורם חזק מאוד כי זה קשור ישירות לאזור המוח הזה שקשור לזיכרון, בעוד הצלילים … חייבים לעצור בתחנת הממסר הראשונה", אומר פררה.

כיול מדויק של צלילי TMR הוא מסובך מדי. רעש יכול בקלות להפריע הישנים. ובכל זאת, "אם אתה משחק אותם בשקט, אתה לא בטוח לגמרי שהם רשומים", אומר בטרינק. "אז זה יכול להיות קצת איזון עדין בין מקבל את עוצמת הקול בדיוק על בסיס אישי."

מצד שני, הצליל הוא מוצלח יותר ב cueing המנוע ביצועים מיומנות מאשר ריח; אזורים במוח המעורבים בעיבוד השמיעה קשורים באופן הדוק לתחומים מוטוריים, אומר דיקלמן.

בהשוואה לריחות, הצלילים הם גם יותר קל לשלוט בבית, כלומר המדענים יכולים להעלות את ספריית כמעט בלתי מוגבלת של אותם. "אם היינו רוצים 60 ריחות שונים שהם באמת ייחודיים זה מזה, זה יהיה הרבה יותר קשה לארגן", אומר לואיס.

ריח הוא כלי קהה שפועל על כל הזיכרונות (למד במהלך פגישות מחקר ניסיוני) באופן שווה. הצלילים מאפשרים גישה ספציפית יותר, מדויקת, שיכולה להצביע על זיכרונות בודדים.

מה עוד, צלילים ניתן לשחק ולעבד מהר יותר מאשר ריחות יכול. ריח הוא כלי קהה שפועל על כל הזיכרונות (למד במהלך פגישות מחקר ניסיוני) באופן שווה. הצלילים מאפשרים גישה ספציפית יותר, מדויקת, שיכולה להצביע על זיכרונות בודדים.

רמזים הצידה, אם TMR יכול לצאת מהמעבדה, שיקולים מעשיים אחרים להישאר בכללותו. לשימוש ביתי, המדענים יצטרכו לפתח גאדג'ט כדי לזהות את שלב השינה של האדם ולאחר מכן לספק רמז בזמן הנכון. אנשים מתרגלים לקול, לכותבת הסופרת רבקה ספנסר, מאוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט.

סמית, שחזה TMR בשימוש ללימוד או ספורט, אומר, "הרעיון מחכה איזה סוג של מכשיר פשוט מאוד או App שיכול לעשות את הדברים האלה, למרות שאני חושב שזה בהחלט אפשרי."

Rasch ועמיתיו עובדים על פיתוח מכשיר כזה, אשר היה להקליט שינה של אדם ולאחר מכן להציג באופן אוטומטי מילים בזמן הנכון נפח נכון. הוא מצפה שתהיה לו הוכחת עקרון בעוד שנה או שנתיים, ואז ימצא משתפי פעולה שיעזרו לעצב את הגאדג'ט.

"זה בטח יהיה כרוך אלקטרודות או איזה סוג של מכשיר הקלטה המוח … הרבה יותר פשוט מאשר במעבדה לישון," הוא אומר.

הצד האפל של הזיכרון עם הזיכרון

התעסקות בזיכרון היא עניין מסוכן, וכל טכנולוגיה, לא משנה עד כמה היא מיועדת, יכולה לשמש לאמצעי נפשי. כאשר מגיע הזמן עבור TMR לצאת מן המעבדה, שימושים מאיימים פוטנציאלי חייב להיות מוכר.

אחד החששות הגדולים ביותר נובע מכך ש- TMR יכול להשפיע על האופן שבו אנשים חושבים. ומחקרו של ראש כיצד הוא יכול לשנות את הטיות הפירוש (איך אנו תופסים שמישהו פועל כלפינו) הוא רק ההתחלה.

"אתה יכול להשתמש TMR לטובה כדי לעזור לאנשים להקטין את ההטיה שלהם, אבל אתה יכול גם פשוט … לנסות לשכנע אנשים כי רעיונות אלה טובים יותר, או האנשים האלה טובים יותר"

אנטוני הוא זהיר לגבי אקסטרפולציה מהעבודה הזאת. "זה מבטיח, אבל לא היה קשר ישיר שמוכיח כי זה הולך לרפא גזענות", הוא אומר.

"אתה יכול להשתמש ב- TMR לטובה כדי לעזור לאנשים להפחית את ההטיה שלהם, אבל גם אתה יכול בקלות לשכנע אנשים שהרעיונות האלה טובים יותר, או שהאנשים האלה טובים יותר", אומר פררה, שכתב מאמר על ההבטחה pitfalls של מחקר TMR.

שטיפת מוח TMR לא סביר, על פי החוקרים. אבל יש דאגות אחרות: תארו לעצמכם שאתם בחדר במלון, בזמן שאתם ישנים, מישהו מציץ בניחוח של קרואסון חריף במיוחד. כשאתם יורדים לבר של ארוחת הבוקר למחרת בבוקר, אתם רואים את המאפה הרפוי למכירה. תת כל מוצר או אפילו רעיון במקום קרואסונים ואתה מקבל את הרעיון.

"אני חושב שהבעיה העיקרית היא … אם אתה לא יודע על מה הוא משחק כשאתה ישן", אומר Rasch.

האם הגלגול הנפוץ ביותר של TMR יהיה כלי להגברת הלמידה, הסיכון של יישומים זדוניים, לכל אנטוני, הוא כנראה נמוך. החשש החשוב יותר, הוא אומר, הוא לוודא שאנשים יודעים את העלויות היחסיות והטבות.

"אנחנו עדיין לא מבינים בדיוק איך זה עובד", אומר פררה. "אתה לא יודע מה הולך לקרות ולכן אתה לא צריך פשוט להסתובב לבד בעצמך בבית."

כמה תוצאות שליליות של ניסויים TMR הופיעו. בניסוי המנגינה של לואיס, למשל, אנשים שקיבלו את ה- TMR היו גרועים יותר מאחרים בעת ביצוע או פענוח של הרצף השני, הלא-קשור. זה מציין כי זיכרון חוזר יכול להיות משאב מוגבל בתוך המוח.

"אם אתה מוכיח שזו טכניקה בטוחה ויעילה להגברת המודעות, אז איך אתה מחליט מי מקבל גישה אליה ומדוע?"

ניסויים רבים מצביעים על חילופי דברים, כאשר הפעלה מחדש ובכך הגדלת זיכרון אחד מגיע במחיר של מלט אחר. אם TMR יביא לעלייה של סכום אפס, ייתכן שמשתמשים לא יחזקו זיכרונות שבהם הם אינם מתמקדים. סטודנטים עשויים לומר, למשל, אוצר מילים ספרדי על חשבון משוואות שלמדו בטריג.

חשש נוסף הוא כי משתמשים TMR עלול בטעות ליצור זיכרונות שווא. זה כבר קורה כאשר אנו מעבירים זיכרונות לאחסון לטווח ארוך; החייזרים משמרים או מרכיבים את תמצית החוויה, אך פרטים בודדים עשויים להתפורר. זה אפשרי כי TMR ידרבן את התהליך הזה.

וכמו בכלים פוטנציאליים אחרים להגברת תפקוד הקוגניציה, יש למדענים סיבה להיות זהירים. "אנחנו עושים משהו עם המוח במצב שבו השליטה המודעת מוגבלת", אומר ראש. "אנחנו צריכים לשקול את זה.

בגלל שאנחנו עדיין לא יודעים בוודאות אם TMR יש כל השלכות בריאותיות לטווח ארוך, Rasch אומר שהוא לא היה ממליץ על זה עדיין בקנה מידה גדול יותר, או אנשים עם תנאים כמו PTSD. אבל לשימוש פשוט, אישי, כגון לימוד אוצר מילים, הוא אומר שיש כנראה לא הרבה סכנה.

עם תחילת, TMR יכול להיות יקר ולהעניק יתרון נוסף לאנשים עם כסף לשרוף.

"אם אתה מוכיח כי מדובר בטכניקה בטוחה ויעילה להגברת הקוגניציה", אומר פררה. "אז איך אתה מחליט מי מקבל גישה אליו ומדוע?"

העתיד של הזיכרון

לפני שאלת הגישה וההתכוונות נדונו, עדיין יש להשלים שנים של מחקר לפני שהמדענים יתחילו להתעלות אל התת-מודע כדי לחלץ, לשפר או לשנות את הזיכרונות. ולכל חוק, את העתיד TMR מציג הוא בסופו של דבר תקווה, גם אם הוא laced עם יותר מאשר קצת חרדה.

תארו לעצמכם תרחיש זה: בעוד 20 שנה, אירוע נורא מתרחש עבורו אתם נמצאים. אולי זה קרה בדרך הביתה לילה אחד או בזמן שנסעת. כך או כך, זה טלטל אותך עמוק ואתה מוצא את עצמך רדוף זיכרונות מפחידים. אתה יכול לעסוק בטיפול לדבר רגיל, אבל אתה יכול גם לבחור לקבוע פגישה עם רופא מיוחד יותר.

במהלך הפגישה שלך, הרופא היה להשמיע צליל מהיר או לפזר ניחוח של ניחוח. זה נשמע או ריח עולה שוב כאשר אתה נהנה שנת לילה רגיל במשרדו, מפעילה מחדש את הזיכרון כמו שאתה חולם. את תתעוררי, נקייה מן הזיכרון המרושע כאילו לא מדובר אלא בחפרפרת שזקוקה ללייזר. בבוקר, תחתום על כמה ניירות ללחוץ את ידו של הרופא.

מה שיכול היה להצטלק ולעצב את המוח הוסר. זה אפילו לא זיכרון של זיכרון - זה פשוט נעלם. אתה חופשי להתקדם, ללא הפרעה, אל העתיד.