Идея обучения во сне посетила людей достаточно давно. Конечно, ведь в этом состоянии мы проводим около трети нашей жизни, и хотелось бы использовать это время максимально эффективно. В своей статье Сейди Витковски, аспирантка кафедры психологии Северо-Западного Университета, Иллинойс, США, рассказывает о новейших исследованиях, направленных на выявление взаимосвязи сна и обучения.
Моя мама росла в семье с 5 детьми, поэтому у нее есть множество историй о детских приключениях. Одна из моих любимых связана с моим «чудаковатым» дядей Дорси и его ранними научными экспериментами. Когда моей маме было около восьми лет, ее старший брат каждую ночь задвигал ей под кровать магнитофон, чтобы тихонько включить стихотворение «Ворон» Эдгара Аллана По (1845). Ночь за ночью он включал запись, пытаясь проверить, не начнет ли она внезапно декламировать стихотворение на яву. Мама рассказывает, что каждый раз просыпалась, когда включалась запись. Конечно, она все еще помнит первые несколько строк, но только потому, что каждую ночь они ее будили.
Мой дядя так и не смог заставить маму учиться во сне, но оказывается, что некоторые из его идей, возможно, не были такими уж нелепыми. В то время как обучение во сне, также называемое гипнопедией, было признано мифом, нейробиологи, в том числе и мои коллеги, теперь работают над новыми методами использования раздражителей во время сна, таких как звуки, чтобы улучшить память.
На начальном этапе ученые совершили ту же ошибку, что и дядя Дорси, решив, что мы можем освоить новый материал во сне по принципу осмоса, как в романе Олдоса Хаксли «О дивный новый мир» (1932). Так же, как и в романе-антиутопии, эксперименты по обучению во сне, часто основывались на ложной предпосылке о том, что сон похож на гипнотическое состояние. В 1920-е годы некоторые исследователи полагали, что они могут научить участников чему-то совершенно новому, воспроизводя аудиозапись, когда они спали, а изобретатели начали продавать устройства на основе этой идеи. Что-то подобное было в эпизоде «Сырный омлет» (1996) мультсериала «Лаборатория Декстера», в котором главный герой – мальчик-гений использует массивный гаджет, чтобы попытаться выучить французский, пока спит: но эксперимент закончился неудачей.
Только в 1950-х годах исследователи обнаружили, что разрекламированный эффект гипнопедии были на самом деле никак не связаны со сном. Вместо этого «умные» приспособления просто будили людей. Ученые смогли выяснить это, благодаря открытию нового метода, называемого электроэнцефалографией (ЭЭГ), при котором через электроды, размещенные на коже головы участника, улавливаются малейшие изменения активности мозга. Используя ЭЭГ во время экспериментов, исследователи подтвердили, что участники на самом деле бодрствовали, и в результате этот метод был исключен из когнитивных инструментов. Сегодня, 50 лет спустя, мы уже знаем, что во сне можно воздействовать на память, но совершенно по по-другому.
В 2007 году нейробиологи из Университета Любека во главе с Бьёрном Рашем сообщили, что запахи, ассоциируемые с ранее изученным материалом, можно использовать для стимулирования спящего мозга. Авторы исследования показывали участникам, где в сетке размещены объекты, как в игре «Концентрация», и когда они это делали, в комнате чувствовался запах роз. Затем участники заснули в лаборатории. Экспериментаторы подождали, пока у участников наступит самая глубокая фаза сна (медленный сон), и еще раз распылили розовый аромат. После пробуждения участники гораздо лучше помнили, где были расположены объекты. Это работало только в том случае, когда во время обучения и позже, в фазе медленного сна, использовался запах роз. Если аромат чувствовался во время пробуждения или в фазе быстрого сна, стимул не срабатывал.
Казалось, что это слишком хороший результат, чтобы быть правдой. Действительно, можем ли мы «маркировать» информацию запахом во время обучения, а затем убедить наш мозг повторять ее во сне? Дальнейшие исследования подтвердили это открытие, даже при использовании других раздражителей, таких как звуковые сигналы.
Лаборатория когнитивной нейробиологии Paller в Северо-западном университете, где я работаю, опубликовала несколько статей, в которых описывается, как ученые могут связывать звук с объектом и индивидуально его воспроизводить. Например, вы можете играть в «Концентрацию» и выяснить, что кошка находится в нижнем левом углу, а заварочный чайник находится в правом верхнем углу. Когда вы смотрите на кошку, вы слышите мяуканье, а при взгляде чайник – свисток. Теперь, если во время медленного сна мы бы воспроизвели только один из этих звуков, например мяуканье, вы бы действительно лучше запомнили расположение кошки, по сравнению с чайником. При этом, расположение двух этих объектов было очень тщательно изучено изначально, что свидетельствует о том, что воспроизведение звука во сне очень помогло в случае кошки. Эта возможность выбора определенных воспоминаний для повторного стимулирования называется повторной целевой активацией памяти.
Мы убеждены, что такое воспроизведение звукового сигнала, активирует память о местоположении объекта из предыдущей задачи. Мы считаем, что стимулирование позволяет мозгу закрепить информацию в памяти, что впоследствии позволяет лучше ее воспроизводить. Работая с крысами, ученые Дэниел Бендор и Мэтью Уилсон из Массачусетского технологического института обнаружили этот же эффект, когда использовали звуковые сигналы во время обучения.
Нейробиологи теперь все чаще начинают применять целевую стимуляцию памяти. Одно недавнее исследование было похоже на видеоигру Guitar Hero, где игрок выходит на сцену в качестве музыканта. Джеймс Энтони, теперь молодой ученый с докторской степенью в Принстонском университете, а в то время аспирант, проводил эксперимент по изучению двух музыкальных последовательностей на клавиатуре. Песни состояли из четырех нот, появляющиеся в кружках, таких же, как и в видеоигре. Тщательно изучив обе песни, участники отправились спать, и Энтони включил им одну из песен. Когда проснувшись, участники были повторно протестированы, то показали гораздо лучшие результаты с песней, которую слышали во сне. Только подумайте, как быстро можно освоить новый музыкальный инструмент или песню, просто используя музыку во время сна!
Хотя исследования в этой области набирают обороты, мы до сих пор не знаем границ стимулирования памяти во сне. В докладе 2017 года доктор Лаура Баттеркин и ее коллеги обнаружили, что стимулирование памяти в сочетании с фазой быстрого сна привело к лучшему запоминанию слов во время дневного сна. Это исследование показало, что фаза быстрого сна является благоприятным состоянием для того, когда новые знания интегрируются в систему долгосрочной памяти.
Нерешенные вопросы, которые нас интересуют, касаются многих областей. Например, изучения иностранной грамматики или лексики. Может ли эта методика использоваться для улучшения памяти пожилых людей? Если стимулируется запоминание одной информации, не приведет ли это к тому, что другая будет стираться быстрее?
Меня лично интересует, как эти воспоминания могут меняться из-за стимулов. Мои текущие проекты направлены на выяснение того, сохраняются ли в таком случае детали или эти сигналы помогают только ухватить суть, отбрасывая лишнее. Или наоборот, стимулирование может укрепить память в целом, и трудность будут только вызывать запоминание информации без использования стимулов.
У нас есть ряд гипотез, и мы постоянно разрабатываем новые проекты для их подтверждения. Но мы все еще находимся в начале пути к полному пониманию функционирования мозга во сне. И пока это занятие, которому мы посвящаем около трети своей жизни, вызывает еще очень много вопросов. Может быть, чудаковатый дядя Дорси и его аудиозаписи стихов на самом деле были предвестниками настоящего исследования сна.
Перевод: Алина Фалинская, тренинговый портал Аспект
Источник: aeon.co
