Сейді Вітковскі досліджує сон і пам’ять в Північно-Західному Університеті США і веде подкаст PhDrinking. Вона живе в Чикаго, штат Іллінойс.
Моя мама – одна з п’яти дітей в родині, тому у неї багато історій про братів і сестер. Одна з моїх улюблених – про мого “дивного” Дядю Дорсі і його ранніх наукових експериментах.
Коли мамі було вісім, її старший брат щоночі заштовхував під її ліжко магнітофон і включав на мінімальній гучності вірш “Ворон” Едгара Аллана По (1845). Кожної ночі він програвав запис, щоб перевірити, чи буде сестра після цього спонтанно декламувати вірш днем. Мама каже, що прокидалася кожен раз, як тільки починався запис. Так, вона все ще пам’ятає перші пару рядків з “Ворона”, але тільки тому що вони будили її багато ночей поспіль.
Дядько так і не зміг змусити маму “вчитися уві сні”, але, як з’ясувалося, він не в усьому помилявся. Хоча міф про навчання уві сні – гіпнопедії – розвінчали, нейробіологи в моїй і інших лабораторіях відкривають способи зміцнювати пам’ять за допомогою стимулів на кшталт звукових сигналів.
Ранні дослідники робили ту ж помилку, що і дядько Дорсі: вони думали, що ми засвоюємо новий матеріал уві сні в результаті осмосу, в кращих традиція “Дивного нового світу” Олдоса Хакслі (1932). Як і в романі-антиутопії, в експериментах помилково припускали, що сон схожий на гіпноз.
У 1920-х деякі дослідники припускали, що навчать учасників експериментів нової інформації, програючи їм уві сні аудіозаписи. Винахідники навіть почали продавати спеціальні пристрої, грунтуючись на цій ідеї.
Це як в серії “Великий сир” (1996) мультсеріалу “Лабораторія Декстера”, де хлопчик-геній безуспішно використовує величезний гаджет, щоб вивчити уві сні французький.
Тільки в 1950-х роках дослідники виявили, що розкручені ефекти гіпнопедії взагалі не пов’язані зі сном. Пристрої для навчання тільки будили людей. Теорію спростували за допомогою електроенцефалографії (ЕЕГ), яка записує електричні сигнали мозку через електроди, закріплені на волосистій частині голови.
ЕЕГ показала, що учні уві сні насправді не спали. Це твердження поклало кінець дослідження сну в якості когнітивного інструменту. 50 років по тому ми дізналися, що під час сну можна змінювати пам’ять, але інакше.
Що відбувається з нашим мозком, коли ми спимо
У 2007 році нейробіолог Бйорн Раш і його колеги з Університету Любека повідомили, що запахи, як-то пов’язані з раніше вивченим матеріалом, можна використовувати для сигналів сплячому мозку. Дослідники дали учасникам запам’ятати розміщення об’єктів на сітці, як в грі “Концентрація”, а в процесі ті вдихали аромат троянд.
На другому етапі експерименту учасники засипали в лабораторії, вчені чекали глибокої або повільної фази сну і знову запускали аромат троянд. Після пробудження учасники краще пам’ятали розташування об’єктів.
Це працювало, тільки якщо вони вдихали запах троянд під час навчання і потім під час повільного сну. Якщо на них впливали ароматом тільки під час неспання або під час фази швидкого сну, сигнал не спрацьовував.
Здається, це дуже добре, щоб бути правдою. Чи можемо ми “помітити” знання запахом під час навчання, а потім переконати мозок програвати і тренувати їх під час сну? Наступні дослідження підтвердили відкриття і навіть додали кілька варіацій – наприклад, звуки замість запахів.
Я працюю в лабораторії Paller Lab Північно-західного університету США, яка спеціалізується на когнітивної нейронауці. Ми опублікували кілька статей про те, що нейрофізіологи можуть зв’язати певний звук з певним об’єктом і реактивувати цей зв’язок індивідуально.
Наприклад, ви граєте в “Концентрацію” і дізнаєтеся, що кішка знаходиться в нижньому лівому кутку, а чайник – в правому верхньому. Коли ви бачите кішку, то чуєте нявкання, а коли бачите чайник, чуєте свисток.
Тепер, якщо під час фази повільного сну ми програємо один з цих звуків, наприклад, нявкання, ви запам’ятаєте розташування кішки краще, ніж розташування чайника. Ви свідомо однаково добре вивчили обидва об’єкти, а значить, звуковий сигнал уві сні допоміг вам запам’ятати одну частину інформації краще, ніж іншу. Ми називаємо це цілеспрямованою реактивацією пам’яті і вважаємо, що звуковий сигнал, як у випадку з кішкою, активує спогад про вивчення потрібної інформації.
Співробітники моєї лабораторії впевнені, що реактивація спогадів дозволяє мозку зміцнити їх і легше ними оперувати. Працюючи з щурами, когнітивісти Деніел Бендор і Метью Вілсон з Массачусетського інституту технологій теж побачили цей повторний програш спогадів, коли використовували звукові сигнали, пов’язані з попереднім вивченням.
