Dołącz do czytelników
Brak wyników

Psychologia i życie , Otwarty dostęp

1 listopada 2019

NR 11 (Listopad 2019)

Sen na pamięć

0 553

Gdy my smacznie śpimy, w naszym mózgu praca wre. Na przykład utrwalają się wtedy wspomnienia. Dzięki temu z łatwością możemy po nie sięgnąć następnego dnia.

Zadajmy grupie ekspertów proste pytanie: „Czym jest sen?”, a okaże się, że otrzymamy zaskakująco wiele odpowiedzi. Podobnie będzie, gdy zapytamy o to, dlaczego śpimy. Jedni będą mówić o oszczędzaniu energii, porównując sen do stanu hibernacji czy uśpienia. Inni powiedzą, że zapewnia on regenerację komórek, zwłaszcza w mózgu.

Oczekiwanie, że sen służy jednemu celowi, byłoby raczej naiwne. Spójrzmy na usta – odgrywają kluczową rolę podczas jedzenia, picia, oddychania oraz mówienia, nie wspominając o wielu innych, bardziej subtelnych rolach (np. podczas uśmiechania się, całowania; ustami możemy też coś przytrzymać, mogą się nawet przydać w czasie walki). Podobnie sen ma wiele funkcji. Na pierwszy plan wysuwają się jednak te związane z powtarzaniem, reorganizowaniem i utrwalaniem informacji w pamięci po to, byśmy po przebudzeniu mogli je wydobywać i wykorzystywać. Choć przeprowadzono wiele badań nad procesem konsolidacji pamięciowej (patrz słowniczek), dopiero w ostatnich latach lepiej zrozumieliśmy, jaką rolę odgrywa tu sen. 

Najpierw hipokamp

W 1924 roku John Jenkins i Karl Dallenbach przeprowadzili badanie o historycznym znaczeniu – przyglądali się zapominaniu bezsensownych sylab po upływie określonego czasu, który osoba spędzała śpiąc (w nocy) lub czuwając (w dzień). Choć w badaniu brały udział tylko dwie osoby, wyniki były klarowne. Zapominanie zwiększało się wraz z upływem czasu spędzonego w stanie czuwania. Gdy jednak badany spał, zapominał znacznie mniej, a w pewnym momencie dodatkowy czas snu nie wiązał się już z dalszym zapominaniem. Autorzy badania uznali, że uzyskane wyniki może wyjaśniać interferencja – gdy czuwamy, w umyśle powstają nowe wspomnienia, które mogą zakłócać te wcześniejsze. Natomiast w czasie snu nie napływają do nas nowe bodźce, co chroni nas przed interferencją.

POLECAMY

Czy jednak tylko do tego sprowadza się rola snu – tworzenia takiej pasywnej bariery? Zagadkę tę próbowano rozwikłać przez dziesięciolecia. Pomocne okazało się spojrzenie na sen nie jako pojedyncze zjawisko, ale raczej hierarchię stanów i wydarzeń o określonej strukturze. Na przykład sen w początkowych godzinach ma inne właściwości niż nad ranem. Niedługo po zaśnięciu zwykle zapadamy w sen głęboki, nazywany wolnofalowym. Charakteryzuje się on oscylacjami aktywności bioelektrycznej mózgu o niskiej częstotliwości i wysokiej amplitudzie. Później zakres oscylacji rozszerza się, obejmując również wyższe częstotliwości, występuje też tzw. sen REM, czyli faza, w której najczęściej występują marzenia senne.

Prof. Jan Born, badacz mechanizmów pamięci oraz snu, i jego współpracownicy postanowili sprawdzić, czy sen nocny we wczesnych godzinach oraz sen w późniejszych godzinach tak samo wpływają na zapominanie. Okazało się, że zależy to od rodzaju wspomnień. Wczesny sen sprzyjał szczególnie zapamiętywaniu faktów i skojarzeń, natomiast ten późniejszy pomagał zapamiętywać nowo nabyte umiejętności.

Takich wyników nie da się wyjaśnić, odwołując się do ochrony przed interferencją. Obecnie uważamy, że sen odgrywa aktywną rolę w zachowywaniu wspomnień dzięki konsolidacji pamięciowej. 

Badania dotyczące mechanizmów leżących u podłoża tego procesu wymagają jeszcze bardziej szczegółowego przyjrzenia się snowi. Zwykle mówi się o różnych jego fazach, takich jak sen REM oraz sen wolnofalowy. Podejście to przyniosło wymierne efekty, jednak taki podział wciąż jest zbyt szeroki. Dlatego na przykład prof. Giulio Tononi i prof. Chiara Cirelli, twórcy jednej z kluczowych teorii konsolidacji pamięciowej, koncentrują się na falach z określonego zakresu częstotliwości i ich roli w „odświeżaniu” plastyczności synaps, które dzięki temu są gotowe na kolejny dzień nauki.

Inne podejście, które obecnie wydaje się dominujące, mówiące o tzw. konsolidacji systemowej, opiera się na latach badań nad amnezją i podkreśla kluczową rolę snu w komunikacji różnych obszarów mózgu. Za tworzenie nowych wspomnień i przechowywanie ich przez krótki czas odpowiada hipokamp. Natomiast przechowywanie ich przez dłuższy czas wymaga zbudowania połączeń w korze mózgowej. Aktywność hipokampu podczas snu, polegająca na odtwarzaniu wspomnienia, umożliwia przeniesienie go do kory. Nie dokonuje się to w ciągu jednej nocy, jednak już po tak krótkim czasie – a niekiedy nawet po krótkiej drzemce – widoczne są zmiany w pamięci. Innymi słowy, zgodnie z tą teorią konsolidacja wiąże się z reorganizacją informacji w systemach mózgu, tak że z czasem wspomnienie staje się coraz mniej zależne od hipokampu.

Pamięć: reaktywacja

Niestety, pomimo konsolidacji pamięciowej i tak tracimy wiele wspomnień lub słabną one na tyle, że trudno jest nam je przywołać. A gdybyśmy tak mogli poddać umysł „tuningowi” i wzmocnić w ten sposób wspomnienia? Skoro zaczynamy rozumieć mózgowe mechanizmy konsolidacji, przyspieszenie tego procesu nie jest wcale nierealistycznym celem.

Jeden ze sposobów na poprawę pamięci polega na wzmacnianiu oscylacji mózgowych, które wiążą się z konsolidacją. Można to zrobić poprzez stymulację elektryczną czy choćby powtarzanie dźwięku o określonej częstotliwości. W efekcie konsolidacja jest skuteczniejsza, co przekłada się na lepszy wynik w testach pamięci następnego dnia.

Wzmocnienie oscylacji usprawnia konsolidację w ogólny sposób, dlatego większe emocje wzbudza inna metoda, pozwalająca wyodrębnić konkretne wspomnienia i nadać im niejako priorytet. Takie celowane reaktywowanie wspomnień polega na skojarzeniu ich z bodźcem (np. zapachem, dźwiękiem), który potem będzie prezentowany w czasie snu. Ilustruje to badanie przeprowadzone pod kierunkiem Johna Rudoya z Northwestern University. Uczestnicy zapamiętywali położenie różnych przedmiotów widocznych na ekranie. Każdemu obiektowi towarzyszył charakterystyczny dźwięk (np. gwizd czajnika). Później, gdy badani spali, odtwarzano niektóre z tych dźwięków. Okazało się, że wspomnienia skojarzone z tymi odtworzonymi dźwiękami zachowały się lepiej niż te, które nie były reaktywowane w czasie snu.

Opisana metoda wzbudza wielkie nadzieje (choć też nieco niepokoi), ponieważ umożliwia wpływanie na pamięć w czasie snu. Może być wykorzystana do wzmocnienia wspomnień dotyczących określonych doświadczeń z minionego dnia, zapewne kosztem innych. Badaczy interesuje też terapeutyczny potencjał tej metody. Dotychczas sprawdzano na przykład, czy może pomóc przeciwdziałać uprzedzeniom dotyczącym płci lub koloru skóry poprzez tworzenie bardziej pozytywnych skojarzeń oraz reaktywowanie ich w czasie snu. Wyniki wydają się obiecujące.

Reaktywacja celowana jest bliska uczeniu się przez sen, czyli hipnopedii (motyw ten wykorzystuje na przykład Aldousa Huxley w Nowym wspaniałym świecie). Podstawowa różnica polega jednak na tym, że w przypadku reaktywacji pracujemy nad istniejącymi już wspomnieniami, a uczenie się w czasie snu odnosi się do zapamiętywania treści, które są prezentowane, kiedy śpimy. Czy przyswajanie nowych informacji w taki sposób jest możliwe? Niejedna strona internetowa przekonuje, że tak, pod warunkiem że jesteśmy gotowi odpowiednio za to zapłacić. Natomiast z badań naukowych wynika, że jedyne przypadki takiego „nocnego uczenia się” mają miejsce wtedy, gdy badany zostaje na chwilę wybudzony. Innymi słowy, wydaje się, że w czasie snu nie możemy tworzyć nowych wspomnień, co jest spójne z naszą wiedzą na temat konsolidacji. Wielką zaletą snu, czyli stanu, kiedy jesteśmy offline, jest to, że hipokamp działa wtedy raczej w trybie „odtwarzania”, a nie „nagrywania”. Trudno oczekiwać, że uda się włączyć obydwie funkcje jednocześnie. 

Róże przed egzaminem

Jeśli chcemy lepiej przyswoić trudny materiał, zadbajmy, by w pomieszczeniu, w którym się uczymy, i potem w naszej sypialni, unosił się podobny zapach. 

Jan Born, niemiecki badacz snu, poprosił uczestników swojego badania, by wąchali kwiat róży, ucząc się jednocześnie rozmieszczenia 15 par kart widocznych na ekranie komputera. Gdy badani spali w nocy w laboratorium, w niektórych pomieszczeniach rozpylono kwiatowy aromat. Rano wszyscy zostali poddani testowi pamięci. Okazało się, że osoby, które podczas snu wdychały zapach róży, pamiętały pozycję aż 97 procent par, a pozostałe – 86 proc. Wyniki sugerują, że zapachy mogą wzmacniać uczenie się podczas konsolidacji wspomnień, która ma miejsce w czasie snu.

 

A jednak okazuje się, że są możliwe w czasie snu bardzo proste formy uczenia się. Dr Anat Arzi i jej współpracownicy wykorzystali warunkowanie klasyczne, by u śpiących uczestników stworzyć nowe skojarzenia pomiędzy dźwiękami a zapachami. Otwiera to pewne możliwości w terapii – ten sam zespół przeprowadził badanie, w którym powiązano w ten...

Artykuł jest dostępny dla zalogowanych użytkowników w ramach Otwartego Dostępu.

Jak uzyskać dostęp? Wystarczy, że założysz bezpłatne konto lub zalogujesz się.
Czeka na Ciebie pakiet inspirujących materiałów pokazowych.
Załóż bezpłatne konto Zaloguj się

Przypisy