Yurii Mongol
0 
921
188
Vi kan sova på natten, men våra hjärnor gör det inte. Istället tillbringar de de tysta timmarna för att städa upp, och ett av deras sysslor är att lägga minnen i långa förvaringslådor.
Nu kan en grupp forskare ha hittat ett sätt att ge den minnesförvaringsprocessen ett boost, genom att leverera exakt tidsbestämda elektriska zappar till hjärnan på exakt rätt ögonblick av sömn. Dessa zaps, forskarna fann, kan förbättra minnet.
Och för att göra saken ännu mer intressant finansierades forskargruppen av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), den amerikanska byrån som har till uppgift att utveckla teknik för militären. De rapporterade sina resultat 23 juli i The Journal of Neuroscience.
Om resultaten bekräftas med ytterligare forskning, kan hjärnzapparna en dag användas för att hjälpa eleverna att studera för en stor undersökning, hjälpa människor på jobbet eller till och med behandla patienter med minnesskador, inklusive de som upplevt en traumatisk hjärnskada i militären, sade seniorstudieförfattare Praveen Pilly, en seniorforskare vid HRL Laboratories, en forskningsanläggning som fokuserar på att främja teknik. [5 överraskande sömnupptäckter]
Studien omfattade 16 friska vuxna från Albuquerque, New Mexico, området. Den första natten kördes inga experiment; istället var det helt enkelt en möjlighet för deltagarna att vänja sig att tillbringa natten i sömnlaboratoriet medan de hade på sig det klumpiga stimuleringsmössa som är utformat för att leverera de lilla zaps till deras hjärnor. I själva verket, när forskarna började experimentet, "vår största oro [var] om våra försökspersoner [kunde] sova med alla dessa ledningar", berättade Pilly .
Nästa natt började experimentet: Innan deltagarna somnade, visades de krigsliknande scener och ombads att upptäcka platsen för vissa mål, som dolda bomber eller krypskyttar.
Då gick deltagarna i sömn och bär på stimuleringslocket som inte bara levererade zaps utan också mätte hjärnaktivitet med hjälp av en enhet som kallas ett elektroencefalogram (EEG). Den första natten av experimentet fick hälften av deltagarna hjärnzappar och hälften gjorde det inte.
Med hjälp av mätningar från EEG riktade forskarna sina elektriska zappar mot en specifik typ av hjärnaktivitet som kallas "långsamvågsvängningar." Dessa svängningar - som kan betraktas som utbrott av neuronaktivitet som kommer och går med regelbundenhet - är kända för att vara viktiga för minneskonsolidering. De äger rum under två sömnstadier: steg 2 (fortfarande en "lätt" sömn, när hjärtfrekvensen sjunker och kroppstemperaturen sjunker) och steg 3 (djup sömn).
Så kort efter att deltagarna i den zappande gruppen föll i långsamvågsvängningar, skulle stimuleringslocket leverera små zappar till hjärnan, i linje med svängningarna. Nästa morgon visades alla deltagare liknande scener för krigszoner, och forskarna mätte hur väl de upptäckte mål.
Fem dagar senare byttes grupperna till den andra natten av experiment.
Forskarna fann att morgonen därefter inte deltagarna som fick hjärnzapen inte var bättre på att upptäcka mål i samma scen som de såg kvällen innan, jämfört med de som sov utan zaps. Men de som fick zappningen var mycket bättre på att upptäcka samma mål i nya scener. Till exempel, om den ursprungliga scenen visade ett mål under en sten, kan den "nya" scenen visa samma mål-rock-bild, men från en annan vinkel, enligt ett pressmeddelande från HRL Laboratories.
Forskare kallar detta "generalisering". Pilly förklarade det på följande sätt: "Om du [studerar] för ett test lär du dig ett faktum, och sedan, när du testas följande morgon på samma faktum ... kan vår intervention inte hjälpa dig. Å andra sidan , om du testas på några frågor relaterade till det faktum [men] som kräver att du generaliserar eller integrerar tidigare information, "skulle interventionen hjälpa dig att prestera bättre.
Detta beror på att människor sällan minns händelser exakt som de händer, sade Pilly, med hänvisning till vad som kallas episodiskt minne. Snarare generaliserar människor vad de lär sig och får tillgång till den kunskapen när de möter olika situationer. (Vi vet till exempel att hålla sig borta från en orm i staden, även om det första gången vi såg det var på landsbygden.)
Tidigare studier har också undersökt effekterna av hjärnstimulering på minnet. Men även om de levererade zaps under samma sömnstadium som den nya studien, försökte forskarna i de tidigare studierna inte att matcha zaps med hjärnans naturliga svängningar, sade Pilly.
Jan Born, professor i beteendemurovetenskap vid universitetet i Tübingen i Tyskland som inte ingick i studien, sa att den nya forskningen visade att "åtminstone vad gäller beteende [en sådan] procedur är effektiv."
De metoder som undersöktes i studien har "enorm potential, men vi är fortfarande i början [av denna typ av forskning], så vi måste vara försiktiga," berättade Born .
Ett potentiellt problem är att stimuleringen vanligtvis träffar hela hjärnan, säger Born. Eftersom hjärnan är skrynklig, och vissa nervceller gömmer sig djupt i vecken och andra sitter ovanpå åsarna, är stimuleringarna inte så effektiva att rikta in sig på alla nödvändiga neuroner, sade han. Detta kan göra det svårt att återge resultaten varje gång, tillade han.
Pilly sa att eftersom zapterna inte är specialiserade kan de i teorin också leda till biverkningar. Men han tror, om något, kan biverkningen helt enkelt vara sömn av bättre kvalitet.
Ursprungligen publicerad den .