DARPA chce zatkać twój mózg, aby poprawić pamięć

  • Paul Sparks
  • 0
  • 2669
  • 344

Możemy iść spać w nocy, ale nasze mózgi nie. Zamiast tego spędzają te ciche godziny na sprzątaniu, a jednym z ich obowiązków jest przenoszenie wspomnień do długoterminowych pudełek do przechowywania.

Grupa naukowców być może znalazła sposób na przyspieszenie tego procesu gromadzenia pamięci poprzez dostarczanie precyzyjnie odmierzonych impulsów elektrycznych do mózgu w odpowiednich momentach snu. Naukowcy odkryli, że te zapy mogą poprawić pamięć.

Żeby było jeszcze ciekawiej, zespół naukowców został sfinansowany przez Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), amerykańską agencję zajmującą się opracowywaniem technologii dla wojska. Zgłosili swoje odkrycia 23 lipca w The Journal of Neuroscience.

Jeśli wyniki zostaną potwierdzone dodatkowymi badaniami, impulsy mózgowe mogłyby pewnego dnia pomóc uczniom w przygotowaniu się do dużego egzaminu, pomagać ludziom w pracy, a nawet leczyć pacjentów z zaburzeniami pamięci, w tym tych, którzy doświadczyli urazowego uszkodzenia mózgu w wojsku, powiedział starszy autor badań Praveen Pilly, starszy naukowiec w HRL Laboratories, ośrodku badawczym zajmującym się rozwojem technologii. [5 Zaskakujących odkryć snu]

W badaniu wzięło udział 16 zdrowych dorosłych z regionu Albuquerque w stanie Nowy Meksyk. Pierwszej nocy nie przeprowadzono żadnych eksperymentów; zamiast tego była to po prostu okazja, aby uczestnicy przyzwyczaili się do spędzania nocy w laboratorium snu, nosząc nierówną czapkę stymulacyjną zaprojektowaną tak, aby dostarczać maleńkie zapa do ich mózgów. Rzeczywiście, kiedy naukowcy rozpoczęli eksperyment, „naszym największym zmartwieniem [było] to, czy nasi badani [mogą] spać z tymi wszystkimi drutami”, powiedział Pilly .

Następnej nocy rozpoczął się eksperyment: zanim uczestnicy zasnęli, pokazano im sceny wojenne i poproszono ich o zlokalizowanie określonych celów, takich jak ukryte bomby lub snajperzy.

Następnie uczestnicy poszli spać, nosząc czapkę stymulacyjną, która nie tylko dostarczała impulsów, ale także mierzyła aktywność mózgu za pomocą urządzenia zwanego elektroencefalogramem (EEG). Pierwszej nocy eksperymentu połowa uczestników otrzymała impulsy mózgowe, a połowa nie.

Korzystając z pomiarów z EEG, naukowcy skierowali swoje impulsy elektryczne na określony rodzaj aktywności mózgu zwany „oscylacjami wolnofalowymi”. Wiadomo, że te oscylacje - które można uważać za wybuchy aktywności neuronów, które pojawiają się i znikają z regularnością - są ważne dla konsolidacji pamięci. Występują podczas dwóch faz snu: fazy 2 (sen wciąż „lekki”, kiedy zwalnia tętno i spada temperatura ciała) i fazy 3 (sen głęboki).

Tak więc, wkrótce po tym, jak uczestnicy z grupy zappingu wpadli w oscylacje fal wolnofalowych, czapka stymulacji dostarczałaby do mózgu lekkie impulsy, dostosowane do oscylacji. Następnego ranka wszystkim uczestnikom pokazano podobne sceny w strefie działań wojennych, a naukowcy zmierzyli, jak dobrze wykryli cele.

Pięć dni później zmieniono grupy na drugą noc eksperymentów.

Naukowcy odkryli, że następnego ranka uczestnicy, którzy otrzymali uderzenia mózgu, nie byli lepsi w wykrywaniu celów w tej samej scenie, którą widzieli poprzedniej nocy, w porównaniu z tymi, którzy spali bez zapów. Ale ci, którzy otrzymali zapping, byli znacznie lepsi w wykrywaniu tych samych celów w nowych scenach. Na przykład, jeśli oryginalna scena przedstawiała cel pod kamieniem, „nowatorska” scena może pokazywać ten sam obraz docelowej skały, ale z innej perspektywy, zgodnie z komunikatem prasowym HRL Laboratories.

Badacze nazywają to „uogólnieniem”. Pilly wyjaśnił to w następujący sposób: „Jeśli [uczysz się] do testu, dowiadujesz się o fakcie, a następnie, kiedy następnego ranka jesteś testowany na ten sam fakt… nasza interwencja może ci nie pomóc. Z drugiej strony , jeśli testujesz jakieś pytania związane z tym faktem, [ale] które wymagają uogólnienia lub zintegrowania wcześniejszych informacji ”, interwencja pomogłaby ci osiągnąć lepsze wyniki.

Dzieje się tak, ponieważ ludzie rzadko przypominają sobie wydarzenia dokładnie tak, jak się one wydarzyły, powiedział Pilly, odnosząc się do tak zwanej pamięci epizodycznej. Ludzie raczej uogólniają to, czego się uczą i mają dostęp do tej wiedzy w różnych sytuacjach. (Na przykład wiemy, że należy trzymać się z dala od węża w mieście, nawet jeśli widzieliśmy go po raz pierwszy na wsi).

Wcześniejsze badania dotyczyły również wpływu stymulacji mózgu na pamięć. Ale chociaż dostarczyli zapa podczas tej samej fazy snu, co nowe badanie, naukowcy z poprzednich badań nie próbowali dopasować zapów do naturalnych oscylacji mózgu, powiedział Pilly..

Jan Born, profesor neurologii behawioralnej na Uniwersytecie w Tybindze w Niemczech, który nie brał udziału w badaniu, powiedział, że nowe badanie wykazało, że „przynajmniej pod względem zachowania [taka] procedura jest skuteczna”.

Podejścia badane w badaniu mają „ogromny potencjał, ale wciąż jesteśmy na początku [tego typu badań], więc musimy być ostrożni” - powiedział Born .

Jednym z potencjalnych problemów jest to, że stymulacja zazwyczaj uderza w całą powierzchnię mózgu, powiedział Born. Ponieważ mózg jest pomarszczony, a niektóre neurony chowają się głęboko w fałdach, a inne siedzą na szczytach grzbietów, stymulacja nie jest zbyt skuteczna w celowaniu we wszystkie niezbędne neurony, powiedział. Dodał, że może to utrudnić odtworzenie wyników za każdym razem.

Pilly powiedział, że ponieważ zapy nie są wyspecjalizowane, teoretycznie mogą również prowadzić do skutków ubocznych. Uważa jednak, że efektem ubocznym może być po prostu lepsza jakość snu.

Pierwotnie opublikowano w dniu .




Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa