Seotud sisu
- Sebraotsad unistavad väikese unistuse meloodiast
Minu ema on üks viiest lapsest, nii et tal on palju lugusid enda ja õdede-vendade ebaõnnestumistest. Üks minu lemmikutest keerleb minu veidra onu Dorsey ja tema varajaste teaduslike ettevõtmiste ümber. Kui mu ema oli umbes kaheksa-aastane, libistas vanem vend igal õhtul oma voodi all lindimängijat, et mängida vaikselt Edgar Allan Poe luuletuse „The Raven” (1845) ettelugemist. Öösel õhtul mängis ta linti, proovides proovida, kas ta kordab luuletust spontaanselt kogu oma kokkupuute vältel. Kuidas ta seda räägib, ärkas ta iga kord, kui salvestis mängima hakkas. Muidugi, ta oskab veel paari esimest rida jutustada, kuid ainult seetõttu, et luuletus ärkas teda öösel öösel üles.
Minu onul ei õnnestunud kunagi oma emal „magama õppida”, kuid tuleb välja, et mõned tema ideed ei pruukinud seda nii valesti viia. Ehkki uneõpet, mida nimetatakse ka hüpnopeediaks, on lahti tehtud, otsivad minu laboris ja mujal tegutsevad neuroteadlased nüüd võimalusi, kuidas mälestuste tugevdamiseks kasutada une ajal selliseid stiimuleid nagu helivõtted.
Varased uurijad tegid sama vea nagu onu Dorsey ja arvasid, et une ajal võiksime uut materjali õppida osmoosi teel, à la Aldous Huxley raamatus Brave New World (1932). Nii nagu düstoopilises romaanis, põhinesid seda uneõpet proovivad katsed sageli valel eeldusel, et uni on nagu hüpnootiline olek. 1920. aastatel uskusid mõned teadlased, et nad saaksid osalejatele õpetada magama minnes helisalvestisi mängides täiesti uut teavet ja leiutajad hakkasid idee alusel seadmeid müüma. See ei erinenud palju Dexteri laboratooriumi episoodist "Suur juust" (1996), milles koomiksipoiss-geenius kasutab massiivset vidinat, et proovida magama jäädes prantsuse keelt õpetada: see ei töötanud.
Alles 1950ndatel avastasid teadlased, et hüpnopeedia soovitud tagajärjed ei olnud tegelikult une tõttu. Selle asemel äratasid need lepingud inimesi tegelikult. Debunkerid oskasid teada saada, kasutades suhteliselt väljakujunenud tehnikat, mida nimetatakse elektroentsefalograafiaks (EEG), mis registreerib aju elektrisignaalid peanahale paigutatud elektroodide kaudu. Kasutades EEG-d oma osalejate kohta, võisid teadlased öelda, et une õppijad olid tegelikult ärkvel (midagi, mida me täna veel uurimistöös teeme), ja see kõik lõpetas une kui kognitiivse tööriista uurimise. Viiskümmend aastat hiljem teame nüüd, et une ajal on võimalik mälu muuta, lihtsalt teisiti kui seni arvati.
2007. aastal teatasid Lübecki ülikooli neuroteadlane Björn Rasch ja tema kolleegid, et magavate ajude näitamiseks võiks kasutada lõhnu, mis olid seotud varem õpitud materjaliga. Uuringu autorid olid osalejatele õpetanud objektide paiknemist ruudustikul, nagu ka mängus Kontsentratsioon, ja paljastanud neid nii toimides rooside lõhna. Järgmisena magasid osalejad laboris ja eksperimenteerijad ootasid une sügavaimasse etappi (aeglase lainega uni), et neile jälle lõhna avaldada. Kui nad olid ärkvel, jäid osalejad paremini meelde, kus objektid asusid. See toimis ainult siis, kui nad olid õppimise ajal kokku puutunud roosilõhnaga ja olid aeglase laine magamise ajal selle lõhna tunda. Kui nad olid lõhnaga kokku puutunud ainult ärkvel või REM-une ajal, siis kiik ei töötanud.
See tundus peaaegu liiga hea, et tõsi olla. Kas me saaksime lõhnaga õppimise ajal mälestused tõesti sildistada ja veenda aju seda une ajal harjutama? Algsest tööst peale on mitu uurimist leidnud järelduse kinnitust ja leidus isegi uusi variatsioone, näiteks kasutada haistmise asemel helivõtteid.
Kliinilises neuroteaduses Paller Lab, Northwesterni ülikoolis, kus ma töötan, on avaldatud mitu ettekannet, mis näitavad, et neuroteadlased saavad siduda ühe heli ühe objektiga ja selle individuaalselt uuesti aktiveerida. Näiteks võiksite mängida keskpunkti Kontsentratsioon ja õppida, et kass on vasakus alanurgas ja teekann on paremas ülanurgas. Kassi õppimisel kuulete meow ja veekeetja õppimisel kuulete vilet. Kui aeglase laine une ajal mängiksime ainult ühte neist helidest, näiteks miau, mäletaksite kassi asukohta tegelikult isegi paremini kui veekeetjat. Pidage meeles, et mõlemad esemed õpiti algselt võrdselt hästi, mis näitas, et unehäired aitasid kassi eelistatult. Seda võimet valida uuesti aktiveerimiseks spetsiifilisi mälusid nimetatakse TMR-iks (TMT).
Me kutsume seda TMR-ks, kuna usume, et niimoodi helikiba mängimine taasaktiveerib objekti asukoha eelmisest ülesandest õppimise mälu. Minu laboratoorium usub, et see mälu kordus võimaldab ajus tugevdada oma mälu esitust, viies seeläbi parema meelde tulemiseni. Rottidega töötades leidsid Massachusettsi tehnoloogiainstituudi ajuteadlased Daniel Bendor ja Matthew Wilson täpselt selle eeldatava korduse, kui nad manustasid varasema õppimisega seotud heliplaate.
Neuroteadlased hakkavad nüüd TMR-i tööle panema. Üks minu grupi hiljutine uuring toimis palju nagu videomäng Guitar Hero, kus mängija astub muusikuna keskpunkti. James Antony, kes on nüüd doktorant Princetoni ülikoolis, kuid tol ajal magistriõppe üliõpilane, laskis osalejatel õppida klaviatuuril kahte muusikalist järjestust. Laulud koosnesid neljast noodist, mis ilmusid langevate ringidena, sarnaselt mänguga. Pärast mõlema laulu võrdselt hästi õppimist võtsid osalejad uinaku ja Antony plaksutas neid ühe lauluga. Kui neid pärast magamaminekut uuesti kontrolliti, olid osalejad paremini unele juhitud laulu osas paremad kui päästmata laul. Mõelge sellele, kui kiiresti võiksite uue muusikariista või laulu õppida, tuletades lihtsalt magavale ajule meelde varasemat õppimist!
Ehkki mõned tõlkeuuringud on hakanud levima, ei tea me ikkagi TMR-i või une näitamise piire üldiselt. 2017. aasta paberlehes leidsid minu labori ja kolleegide järeldoktor Laura Batterink, et TMR näpunäidete kombineerimine REM-unega tõi pärastlõunase uinaku ajal meelde tuletatud sõnade parema meelde tuletamise. Tundub, et see uurimus osutab REM-unele kui kasulikule olekule, kui kokkusobitud mälud integreeritakse olemasolevatesse mäluvõrkudesse.
Silmapaistvad küsimused, mida meil veel pole vaja lahendada, hõlmavad järgmist: kas see töötab võõrkeelte õppimiseks (st grammatikaõppeks) või lihtsalt võõrkeelse sõnavara õppimiseks? Kas seda saaks kasutada mälu jõudluse säilitamiseks vananevas elanikkonnas? Kas mõne mälu taasaktiveerimine tähendab seda, et teised pühitakse veelgi kiiremini minema?
Mind huvitab isiklikult, kuidas need taasaktiveeritud mälestused nende märkide tõttu võivad muutuda. Minu praeguste projektide eesmärk on uurida, kas näitamise tõttu säilitab kogu mälu detaile või kas need näpunäited tugevdavad mälu sisu ja kaotavad kõrvalised detailid. Teise võimalusena võib TMR aidata edendada mälu konsolideerimise kõiki aspekte ja näidata kognitiivseid kulusid ainult katmata üksuste jaoks.
Meil on mõned näksimised ja uusi projekte nende küsimuste lahendamiseks kärbitakse pidevalt. Kuid magavate ajude mõistmise piiril oleme endiselt. Tegevuse jaoks, mida teeme umbes ühe kolmandiku oma elust, on rohkem küsimusi kui vastuseid. Võib-olla olid imelikud onu Dorsey ja tema Poe-lindid uneuuringute tuleviku osas varasemad. 
