Hedeflenen Bellek Yeniden Etkinleştirme Uyurken Daha Akıllı Olur

Kate Baggaley'in bu öyküsü, aslında uykuya adanmış yayın olan Van Winkles'te ortaya çıktı.

Marcel Proust’un “Kayıp Zamanın Araştırılması” ndaki bir noktada anlatıcı, biraz çay ve bir tatlı kurabiye almak için alışkanlıktan kaçar. “Kırıntılarla karıştırılmış ılık sıvı” tadı geçtiği an, neşeyle üstesinden gelir. Çay ve kekin tadı gençliğinin hatıralarını toplar, teyzesiyle paylaştığı sabah ritüeline içsel bir bağ kurar.

Proust’un anlatıcısının anladığı gibi, duyularımız hafızanın güçlü anahtarlarıdır. Bunun uykuda uyanık olduğu gibi doğru olduğu ortaya çıktı. Gerçekte olduğu gibi yeni bilgiler öğrenememize rağmen, araştırmacılar, erteleme beyninin güçlenmesini veya daha önce içine alındıklarını atmasına yardımcı olmak için duyularımızı yöneten bir süreç üzerinde çok çalışmaktalar. Hedefli Bellek Yeniden Etkinleştirme (TMR) adı verilen teknik., uyku sırasında meydana gelen bellek güçlendirme süreçlerini güçlendirmek için gürültü ve koku kullanır. Ve bilim insanlarının inandığı kadar etkili olduğunu kanıtlarsa, yeni öğrenmeyi özümseme yeteneğimizi geliştirmek, travmatik hatıraların tutuşunu gevşetmek veya insanların nasıl düşündüğünü değiştirmek için kullanabiliriz.

“Potansiyel uygulamalar çok büyük” diyor Almanya'da Tübingen Üniversitesi'nde araştırma yapan Susanne Diekelmann, birkaç yıldır TMR'yi araştırıyor.

Kısacası uyku ve bellek arasındaki bağların kontrolünü keşfetmemize ve ele geçirmemize izin verebilir. Princeton Üniversitesinin en iyi nörologlarından James Antony, “Bellek kimlik ve kaliteli yaşam için önemlidir, bu nedenle TMR belleğe yardımcı olabilirse, daha geniş anlamda yardımcı olabilir” diyor. “Çünkü yaptığımız şey birçok yönden… hatıraları toplamaya çalışmak.”

NASIL UYKU BELLEKLERİMİZE KATIYOR

Her gün bilgilerle bombalanıyoruz - reklamlar, konuşmalar, tweets, enstantane, manzara, Slacks. Kapakların altına girdiğimizde, nöronlar arasındaki bağlantılardan oluşan bir dizi kırılgan, yeni basılmış hatıraları topladık. Bu hatıraların çoğu, her gün öğle yemeğinde yediklerimiz gibi zamanla kayboluyor. Diğerleri güçlendirilir ve uzun süreli hafızalara dönüştürülür. Hafıza birleştirmesi adı verilen bu işlem, yavaş dalga uykusu sırasında temel olarak ortaya çıkıyor. Altta yatan sürece nöral tekrarlama denir. Yeni bir gerçeği veya yüzü öğrenmek (hafıza kodlama olarak adlandırılır), farklı bir sinirsel ateşleme biçimine tekabül eder. Daha sonra, uyku sırasında uyuyan beyinlerimiz, aynı sinirsel ateşleme şeklini daha öncekilerden tekrarlar. Bu, teoriye dayanarak, hatıraları beyinde sıkıca yerleştirmeye yardımcı olan otomatik bir öğren ve tekrarla oyunu.

“Beyniniz bu hatıraları uyguluyor ve prova ediyor gibi,” diyor Galler'deki Cardiff Üniversitesi'nde çalışmalarını uyku ve bellek birleştirmeye odaklanan bir sinirbilimci ve uyku bilimcisi olan Penny Lewis.

Her hafıza için, desen biraz farklı görünüyor. Ancak bu ağlar örtüşüyor. Antonius “Sahip olduğunuz her bilgi başka şeylerle ilgili” diyor. Bu nedenle, uyku beynimiz anıları yeniden oynattığında, onları sadece güçlendirmekle kalmaz - edindiğiniz yeni bilgileri mevcut bilgi ağlarına yerleştirir. Mesela sahile olan son seyahatinizi hatırlayın. Kıyı boyunca çökmekte olan dalgaları, ayak parmaklarınıza karşı kumun kumlarını, arkadaşlarınız tarafından karıştırılan duyguları hatırlayabilirsiniz. Bu parçalar beynin farklı bölgelerinde saklanır. Lewis, “Bir bellek bu şekilde tekrar oynatıldığında tam bir çok-boyutlu deneyim olması muhtemeldir” diyor.

TMR ile tekrarları tetiklemek için kokuları veya sesleri (başlangıçta uyanıkken ve yeni bilgiler öğrenirken yaşadığımız) kullanarak bu süreçleri şekillendirebiliriz. Doğru kokular veya sesler, hafıza konsolidasyon sürecini artırabilir, hafızanın güçlendirilmesine (hatta değiştirilmesine) yardımcı olabilir.

TMR TARİHİ

Bilim adamları ilk olarak, 1980'lerde uyku sırasında belleği iki kez şok edilmiş farelerde daha fazla hafıza aktivasyonu gördüklerinde - bir öğrenme görevi sırasında ve sonra tekrar uyku sırasında - daha fazla hafıza aktivasyonu gördüklerinde bir duyu topladı. Ardından, 1990'da, Kanada'daki bir ekip bir mantık görevi ile bir saatli saat sesini eşleştirdi. “Fikir, küçük görevimizin hafızasını pekiştirmek için 'çalışmaya' konuyu 'hatırlatmaktı”, muhtemelen konsolide edilmesi gereken daha önemli hatıraları olmasına rağmen, dünyanın önde gelen uyku araştırmacılarından Carlyle Smith'i hatırlatıyor ve Ontario'daki Trent Üniversitesi Uyku Araştırma Laboratuvarları Direktörü.

Smith, o sırada pek çok bilim adamının şüphe ettiği uykudaki hafıza konsolidasyonu olduğuna dair kanıt toplamak istedi. Bir şeylerin peşindeydi, ancak çalışmaları çoğunlukla göz ardı edildi, çünkü bilim adamlarının şu anki uyku ve hafıza anlayışının altında yatan tekrarlarla ilgili atıl buluşlardan önceydi.

2007'de, İsviçre'deki Friorg Üniversitesi'nden Diekelmann'ın biyopsikologu ve meslektaşı Björn Rasch, hafıza oyunu Konsantrasyonunun bir versiyonunu kullanarak TMR'yi canlandırdı. İnsanlar bilgisayar resimlerinde kart resimlerini belirli konumlarla ilişkilendirmeyi öğrenirken, bilim adamları güllerin kokusuna bastırdı. Arka plana karışan bu koku, insanların zihinlerinde öğrendikleriyle bağlantılı hale geldi. Uyku sırasında aromaya tekrar maruz kalanlar, kartların yerleştirilmesini hatırlamada bir kenara sahipti.

İlgi çeken ekip, hatıraları daha istikrarlı hale getirebileceğini ve bunu diğerlerinden daha hızlı yapabileceğini keşfettiği tekniği araştırmaya devam etti. Farklı kokular keşfettiler, hatıraları işaretlemek için eşit derecede işe yaradı. Ancak, ne kadar bilginin tek bir kokuya bağlanabileceğinden ya da bir kokunun zamanla hafızayı tetikleyen gücünü kaybedebileceğinden emin değillerdi.

Yavaş dalga uykusu sırasında bazı sesler tekrar sunulduğunda, denekler ilişkili görüntüler için yerleri daha doğru hatırladılar.

Bilim adamlarının bu sesin de etkili bir tetikleyici olduğunu keşfetmeleri çok uzun sürmedi. Bir deneyde, deneklerden, kedi veya su ısıtıcısı gibi bir görüntünün ızgara koordinatlarını, miyav veya ıslık gibi ilgili bir sesle eşleştirilmeleri istendi. Yavaş dalga uykusu sırasında bazı sesler tekrar sunulduğunda, denekler ilişkili görüntüler için yerleri daha doğru hatırladılar.

TMR’nin KAPASİTELERİ

TMR bebeklik döneminde olmasına rağmen, araştırmacılar ne yapabileceği konusunda büyük ilerleme görmüşlerdir. Ve şu anda potansiyel sınırsız gözüküyor.

TMR, motor becerileri ve açık hafızaları artırıyor gibi görünüyor. Antony ve meslektaşları “Guitar Hero” 'ya benzeyen bir oyun kullanarak bir deney yaptılar. Katılımcılar, biri uyku sırasında kesilen iki farklı melodi öğrendi. Daha sonra, uyku melodilerini diğerinden daha doğru bir şekilde çalabildiler.

Anıları değiştirmek için de TMR kullanabiliriz. Son zamanlarda, Diekelmann ve kohortu, TMR'nin erkeklerin gizli kalıpları anlamaya yardımcı olduklarını, sezgilerini anlayışa dönüştürmeye yardımcı olduklarını bildirdi (kadınlar, önemli ölçüde bir destek almadılar, ancak çoğu TMR çalışması cinsiyetler arasında bir fark göstermiyor).

Cardiff Üniversitesi'nden Penny Lewis, “insanların daha önce bıraktığı melodileri” işaretlediğinde, melodileri yazılı olarak eklemleme konusunda insanlar hem daha hızlı hem de daha iyi hale geldi.

Ve Batterink ve şirket insanlardan tamamlanmış bir gramer sistemine göre bir araya getirilen kelimeleri çözmelerini istediğinde, TMR sistemin kurallarını anlamalarına yardımcı oldu. Batterink, “Bunlar oldukça küçük etkiler” diyor. “İki kat daha iyi oldukları gibi değil.”

Ama yine de ilham verici. Bilim adamları, TMR'nin duygusal anıların nasıl bir araya getirileceğini etkileyip etkilemediğini bile araştırıyorlar. Örneğin, Lewis, uyku sırasında sinir bozucu anıları tetiklemenin tetiklememesini veya daha az rahatsız edici hale getirip getirmeyeceğini araştırıyor.

“Yapabileceğini öne süren çok güzel verilerimiz var” diyor.

Lewis ve meslektaşları, insanlara rahatsız edici resimler (araba kazaları gibi) ses işaretiyle eşleştirilir. Uykudan sonra, insanlar TMR kullanarak yeniden etkinleştirildiklerinde bu görüntüleri daha az rahatsız edici buluyorlar. Bu fenomen için bir açıklama, REM uykusu sırasında büyük ölçüde azalan noradrenalin adlı bir nörotransmiterde olabilir. Vücudumuzun artmış kalp atış hızı, terleme veya öğrenci genişlemesi gibi fizyolojik korku tepkilerini kontrol etmeye yardımcı olur.

Lewis uyku sırasında üzücü hatıraların tetiklenip tetiklenmeyeceğini araştırıp daha az rahatsız edici hale getirebilir. “Yapabileceğini öne süren çok güzel verilerimiz var” diyor.

Lewis, “Bu fikir, eğer o zaman bu hatıraları tekrarlarsanız, aslında duygusal bir yanıt alamazsınız” diyor. “Öyleyse, fizyolojik cevap olmadan tekrar oynatmak, insanların hafızayı duygudan ayırmalarına yardımcı olabilir.”

TMR'yi, TSSB de dahil olmak üzere travma bozukluklarının tedavisi olarak düşünmek zor değildir. Bu hayal kırıklığı yaratan bir beklenti, ancak şimdilik, üzücü hatıraları olanları içeren erken denemelerde bile, herhangi bir sonuca varmak için çok erken, diyor.

Rasch, “Bunu hastalara aktarabilmemiz için iyi bir veritabanına ihtiyacımız var, çünkü bunun ne yapacağı belli değil” dedi. “Bu aslında insanlara, uyku sırasında bu travmatik hafızayı yeniden aktive etmede yardımcı oluyor mu, yoksa işleri daha mı kötüleştiriyor?”

Rasch ve meslektaşları ayrıca TMR'nin yabancı dilde kelime öğrenmeyi nasıl kolaylaştıracağını araştırıyor.

TMR, hala konsolide olan hatıraların geliştirilmesinde en fazla yardımcı gibi gözükse de, Alzheimer’daki hastaların evlerinin yolunu hatırlamalarına veya aile üyelerini tanımalarına yardımcı olabilir. Fiziksel terapistler, insanların felç veya yaralanma sonrası motor becerilerini kazanmalarına yardımcı olmak için TMR'den faydalanabilirler.

Ayrıca, TMR'nin insanların düşüncelerini bile etkileyebileceği ihtimalinin çok iyi olduğu bir yer. Bir partide olduğunuzu söyleyin ve meslektaşınızı odanın karşısına yerleştirin. Sen salla; cevap vermiyorlar. Sizi rahatsız edip etmediklerini veya sadece sizi görmediklerini kendiniz için yargılamanız gerekir. Her zaman benzer belirsiz durumlarla karşılaşıyoruz. Anksiyete veya depresyon olanlar gibi bazı insanların üzerlerine olumsuz bir dönüş yapma olasılığı daha yüksektir.

TMR İLE SORUN GİDERME

TMR için yapılan uygulamaların cephaneliğine rağmen, bellek üzerindeki etkisi incedir ve etkilerin ne kadar sürdüğü belirsizdir. Ve diğer sapkınlıklar da işe yaramalı.

Örneğin, bireysel tekrarlar insan beyninde nasıl ortaya çıkıyor?

Antony, “Sinyalin neye benzediğini bile bilmiyoruz” diyor. Kendisi ve meslektaşları, kişilerin daha önce izlenen görüntülerin elektroensefalografi (EEG) ile yeniden etkinleştiğini ölçerek, kişilerin bellek tekrarlarını göstermek için TMR kullanıyor.

“Koku çok güçlü bir tetikleyicidir, çünkü hafıza ile ilgili olan bu beyin bölgesine doğrudan bağlıdır, oysa sesler… önce röle istasyonunda durmalıdır.”

Ses ve koku, hem TMR deneylerinde ipuçları olarak başarıyla kullanılmıştır, hem de her alanın kendine göre avantajları vardır. Koku, yeni başlayanlar için uyku bilimi dünyasında yabancı değil. Lavanta gibi bitkilerin rahatlamamıza ve sürüklenmemize yardımcı olabileceğine ve bu kokunun bir kişinin hayallerinin duygusal içeriğini etkileyebileceğine dair bazı kanıtlar var.

Aslında, beynin koku alma sistemi hipokampusa ve amigdala gibi duygularla ilgili alanlara yakından bağlıdır. Kokular da genellikle bizi uyandırmaz; uyku sırasında rahatsız etmeden işlenirler.

Aynısı talamus içinden geçen sesler için de geçerli değil.Pereira, “Koku çok güçlü bir tetikleyicidir, çünkü hafıza ile ilgili olan bu beyin bölgesine doğrudan bağlıdır, oysa sesler… önce röle istasyonunda durmak zorundadır” diyor.

TMR için tam olarak ses kalibrasyonu da zordur. Sesler uyuyanları kolayca rahatsız edebilir. Ancak, “onları çok sessiz oynarsanız, kayıtlı olduklarından tam olarak emin değilsiniz” diyor Batterink. “Yani, hacmini kişisel olarak doğru bir şekilde elde etmek arasında hassas bir denge olabilir.”

Öte yandan, ses, motor beceri performansını işaretlemekte kokudan daha başarılıdır; Diekelmann, işitsel işlemeyle ilgili beyin bölgelerinin motor bölgelere güçlü bir şekilde bağlı olduğunu söylüyor.

Kokularla kıyaslandığında, seslerin evde kontrol edilmesi daha kolaydır, bu da bilim adamlarının neredeyse sınırsız bir kütüphanesini oluşturmaları anlamına gelir. Lewis, “Birbirlerinden gerçekten farklı olan 60 farklı koku istiyorsak, düzenlemek daha zor olurdu” diyor Lewis.

Bir koku, tüm anılar üzerinde (deneysel çalışma oturumları sırasında öğrenilen) eşit derecede etkili olan kör bir araçtır. Sesler, her bir anıyı tam olarak belirleyebilecek daha spesifik ve hassas bir yaklaşıma izin verir.

Dahası, sesler kokulardan daha hızlı çalınabilir ve işlenebilir. Bir koku, tüm anılar üzerinde (deneysel çalışma oturumları sırasında öğrenilen) eşit derecede etkili olan kör bir araçtır. Sesler, her bir anıyı tam olarak belirleyebilecek daha spesifik ve hassas bir yaklaşıma izin verir.

TMR laboratuardan ayrılabilirse, diğer pratik hususlar büyük kalır. Evde kullanım için, bilim insanlarının bir kişinin uyku aşamasını tanımlamak için bir araç geliştirmesi ve ardından doğru zamanda bir ipucu sunması gerekirdi. İnsanlar, Massachusetts Amherst Üniversitesi'nden ortak yazar Rebecca Spencer'a göre sese alışmış oluyorlar.

TMR'nin ders çalışmak veya spor yapmak için kullanılmasını öngören Smith, “Fikir, bunun mümkün olabileceğini düşündüğüm halde, bu tür işleri yapabilecek çok basit bir cihaz veya uygulamayı bekliyor” diyor.

Rasch ve meslektaşları, bir kişinin uykusunu kaydeden ve kelimeleri doğru zamanda ve doğru zamanda otomatik olarak sunan bir cihaz geliştirmek için çalışıyor. Bir ya da iki yılda bir prensip kanıtı olmasını bekliyor; bu noktada gadget'ı tasarlamaya yardımcı olacak ortak çalışanlar bulur.

“Bu muhtemelen elektrotları veya bir tür beyin kayıt cihazını içerecektir… uyku laboratuarında olduğundan çok daha basit” diyor.

BELLEKLE MESAJLI KOYU YANLIĞI

Hafızayla uğraşmak tehlikeli bir iştir ve her ne kadar iyi niyetli olursa olsun, nefret dolu yollarla kullanılabilir. TMR'nin laboratuardan çıkma zamanı geldiğinde, potansiyel kötü niyetli kullanımlar tanınmalıdır.

En büyük endişelerden biri, TMR'nin insanların düşüncelerini etkileyebileceğinden kaynaklanmaktadır. Rasch’ın yorumlama önyargılarını nasıl değiştirebileceği konusundaki araştırması (birinin bize karşı nasıl davrandığını algıladığımız) sadece başlangıçtır.

“İnsanların önyargılarını azaltmalarına yardımcı olmak için TMR'yi kullanabilirsiniz ancak bu kadar kolay da olabilirsiniz… insanları bu fikirlerin daha iyi olduğuna veya bu insanların daha iyi olduğuna ikna etmeye çalışın”

Antony bu işten ekstrapolasyon konusunda temkinli. “Bu umut verici, ancak bunun ırkçılığı tedavi edeceğini gösteren doğrudan bir bağlantı olmadı” diyor.

“İnsanların önyargılarını azaltmalarına yardımcı olmak için TMR'yi kullanabilirsiniz ancak bu kadar kolay…… insanları bu fikirlerin daha iyi olduğuna veya bu insanların daha iyi olduğuna ikna etmeye çalışabilirsiniz” diyor vaadi gözden geçiren bir yazı yazdı. TMR araştırmasının tuzaklar.

Araştırmacılara göre, TMR-beyin yıkama pek mümkün değil. Ancak başka kaygılar var: Bir otel odasında olduğunuzu ve uyurken, özellikle bir tereyağlı kruvasan kokusu içen birisinin olduğunu hayal edin. Ertesi sabah kahvaltı büfesine inerken, lapa lapa börek satışını görürsünüz. Kruvasan yerine herhangi bir ürünü veya hatta fikri altına alın ve bu fikri anlayın.

Rasch, “Sanırım asıl sorun… uyuduğunuzda neyin oynandığı hakkında bir bilginiz yoksa” diyor.

TMR'nin en yaygın enkarnasyonu öğrenmeyi artıracak araçlar ise, Antony'e göre kötü amaçlı uygulamaların riski düşüktür. Daha önemli endişe, insanların göreceli maliyetleri ve faydaları bilmelerini sağlamak olduğunu söylüyor.

Pereira “Bunun tam olarak nasıl çalıştığını hala anlamadık” diyor. “Ne olacağını bilmiyorsun ve bu yüzden sadece evde tek başına denemek zorunda kalmamalısın.”

TMR deneylerinin birkaç olumsuz sonucu ortaya çıkmıştır. Lewis’in melodi deneyinde, örneğin, TMR alan kişiler, ikinci sıralanmamış diziyi gerçekleştirme ya da deşifre etme konusunda diğerlerinden daha kötü performans gösterdi. Bu, hafıza tekrarlarının beyinde sınırlı bir kaynak olabileceğini gösterir.

“Bilişselliği arttırmak için bunun güvenli ve etkili bir teknik olduğunu kanıtlarsanız, o zaman kimin erişimine ve neden erişime karar verirsiniz?”

Birçok deney, bir hafızanın yeniden etkinleştirilmesinin ve böylece artırılmasının bir başkasını semente etmenin maliyetine neden olduğu bir tradeoff önermektedir. TMR sıfır toplam kazanç sağlarsa, kullanıcılar odaklanmadıkları anıları güçlendirmekte başarısız olabilirler. Öğrenciler, Trig'de öğrendikleri denklemler pahasına İspanyolca kelime hazinesi doldurabilirler.

Diğer bir kaygı ise, TMR kullanıcılarının yanlışlıkla yanlış anılar oluşturması olabilir. Bu zaten hatıraları uzun süreli depolamaya transfer ettiğimizde gerçekleşir; yeniden etkinleştirme, bir deneyimin özünü korur veya genelleştirir, ancak tek ayrıntılar parçalanabilir. TMR'nin bu süreci teşvik etmesi olası.

Bilişsel işlevi artırmak için diğer potansiyel araçlarda olduğu gibi, bilim adamlarının da temkinli olmaları için sebepleri var. Rasch, “Beyni bilinçli kontrolün sınırlı olduğu bir durumda yapıyoruz” diyor. “Bunu dikkate almalıyız.

TMR'nin uzun vadede sağlık üzerinde herhangi bir sonucu olup olmadığından hala emin olamadığımız için Rasch, bunu daha büyük ölçüde veya TSSB gibi durumları olan kişilerde tavsiye etmeyeceğini söylüyor. Ancak, kelime öğrenme gibi basit, kişisel kullanım için, muhtemelen çok fazla tehlike olmadığını söylüyor.

Başlangıçta, TMR muhtemelen pahalı olabilir ve parası olan insanlara daha fazla avantaj sağlayabilir.

Pereira, “Bunun bilişi geliştirmek için güvenli ve etkili bir teknik olduğunu kanıtlarsanız,” diyor. “Öyleyse, kimin erişimine ve neden erişeceğine nasıl karar veriyorsun?”

BELLEKİN GELECEĞİ

Erişim ve niyet sorusu tartışılmadan önce, bilim adamlarının hatıraları ayıklamak, geliştirmek veya değiştirmek için bilinçaltına konuşmaya başlamadan önce yıllarca süren araştırmaların tamamlanması gerekiyor. Ve araştırmacılar için, gelecekteki TMR'nin sunduğu teklifler, küçük bir korkmadan çok daha fazlası ile bağlanmış olsa bile, sonuçta umut vericidir.

Bu senaryoyu hayal edin: Bundan yirmi yıl sonra, bulunduğunuz için korkunç bir olay gerçekleşti. Belki bir gece eve giderken ya da siz seyahat ederken oldu. Durum ne olursa olsun, sizi derin bir şekilde sarstı ve kendinizi dehşet verici anılarla perili buldunuz. Standart konuşma terapisine girebilirsiniz, ancak daha uzman bir doktorla randevu almayı da seçebilirsiniz.

Seansınız sırasında doktor hızlı bir ton sesi çıkarır veya bir koku kokusunu dağıtır. Bu ses veya koku, ofisinde sıradan bir gece uykusunun tadını çıkarırken, rüyayı canlandırırken belleği tetikleyip yeniden bağladığınızda yeniden ortaya çıkar. Uyanık olacaksın, kötü kalpli hatıralardan kurtulmuşsun, sanki lazanyaya ihtiyacı olan bir köstebekten başka bir şey değildi. Sabahları, doktorun elini sıkan birkaç kağıt imzalamanız gerekir.

Beyni yaralamış ve şekillendirmiş olan şey kaldırılmıştır. Bir hafızanın hatırası bile değil - sadece gitti. Engelsiz olarak geleceğe doğru ilerlemekte özgürsünüz.