تحریک عمیق مغز در طول خواب نشان داده شده است که حافظه را تقویت می کند

در حالی که مشخص است خواب نقش مهمی در تقویت حافظه ایفا می کند، دانشمندان همچنان در تلاش هستند تا رمزگشایی کنند که چگونه این فرآیند یک شبه در مغز انجام می شود.

تحقیقات جدید به رهبری دانشمندان دانشگاه UCLA Health و دانشگاه تل‌آویو اولین شواهد فیزیولوژیکی را از درون مغز انسان ارائه می‌کند که از نظریه علمی غالب در مورد چگونگی تحکیم حافظه در طول خواب توسط مغز پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این، محققان دریافتند که به نظر می رسد تحریک هدفمند عمقی مغز در طول یک زمان بحرانی در چرخه خواب، تقویت حافظه را بهبود می بخشد.

این تحقیق در 1 ژوئن منتشر شد علوم اعصاب طبیعتدکتر Itzhak Fried، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت، می تواند سرنخ های جدیدی را برای اینکه چگونه تحریک عمیق مغز در طول خواب می تواند روزی به بیماران مبتلا به اختلالات حافظه مانند بیماری آلزایمر کمک کند، ارائه دهد. این امر توسط یک سیستم جدید “حلقه بسته” حاصل شد که پالس های الکتریکی را در یک ناحیه مغز دقیقاً با فعالیت مغز ثبت شده از ناحیه دیگر هماهنگ می کند.

با توجه به نظریه غالب در مورد چگونگی تبدیل مغز اطلاعات جدید به خاطرات طولانی مدت در طول خواب، یک گفتگوی شبانه بین هیپوکامپ – مرکز حافظه مغز – و قشر مغز وجود دارد که با عملکردهای بالاتر مغز مانند استدلال و برنامه ریزی مرتبط است. این در مرحله خواب عمیق رخ می‌دهد، زمانی که امواج مغزی به‌ویژه کند هستند و نورون‌ها در سراسر نواحی مغز به طور متناوب بین شلیک سریع در هماهنگی و سکوت تغییر می‌کنند.

فرید، مدیر جراحی صرع در UCLA Health و پروفسور جراحی مغز و اعصاب، روانپزشکی و روانپزشکی می گوید: «این اولین شواهد عمده را در سطح تک نورون ها نشان می دهد که در واقع این مکانیسم تعامل بین مرکز حافظه و کل قشر مغز وجود دارد. علوم زیستی رفتاری در دانشکده پزشکی دیوید گفن در UCLA. “این هم ارزش علمی از نظر درک نحوه عملکرد حافظه در انسان و استفاده از آن دانش برای تقویت حافظه دارد.”

محققان یک فرصت منحصر به فرد برای آزمایش این نظریه تثبیت حافظه از طریق الکترود در مغز 18 بیمار صرعی در UCLA Health داشتند. این الکترودها در مغز بیماران برای کمک به شناسایی منبع تشنج آنها در طول اقامت در بیمارستان که معمولاً حدود 10 روز طول می کشد، کاشته شده بود.

این مطالعه در دو شب و صبح انجام شد. درست قبل از خواب، به شرکت کنندگان در مطالعه جفت های عکسی از حیوانات و 25 چهره مشهور، از جمله ستارگان به راحتی قابل شناسایی مانند مرلین مونرو و جک نیکلسون نشان داده شد. آنها بلافاصله در مورد توانایی آنها در یادآوری اینکه کدام یک از افراد مشهور با کدام حیوان جفت شده است مورد آزمایش قرار گرفتند و دوباره صبح بعد از یک شب خواب بدون مزاحمت مورد آزمایش قرار گرفتند.

در شبی دیگر، 25 جفت حیوان جدید و افراد مشهور قبل از خواب به آنها نشان داده شد. این بار، آنها یک شبه تحریک الکتریکی هدفمند دریافت کردند و توانایی آنها در یادآوری جفت‌ها در صبح آزمایش شد. برای ارائه این تحریک الکتریکی، محققان یک سیستم حلقه بسته بلادرنگ ایجاد کرده بودند که فرید آن را به یک هادی موسیقی تشبیه کرد: این سیستم به سیگنال‌های الکتریکی مغز گوش می‌داد و زمانی که بیماران به خواب عمیق مرتبط با تثبیت حافظه می‌رفتند. ، پالس های الکتریکی ملایمی را ارسال می کرد که به نورون هایی که به سرعت شلیک می کنند دستور می داد همزمان “بازی” کنند.

هر فردی که مورد آزمایش قرار گرفت در تست های حافظه پس از یک شب خواب با تحریک الکتریکی در مقایسه با یک شب خواب بدون مزاحمت عملکرد بهتری داشت. نشانگرهای کلیدی الکتروفیزیولوژیک همچنین نشان دادند که اطلاعات بین هیپوکامپ و در سراسر قشر مغز جریان دارد و شواهد فیزیکی از تثبیت حافظه را ارائه می دهد.

فرید گفت: «ما دریافتیم که اساساً این بزرگراه را تقویت کرده‌ایم که از طریق آن اطلاعات به مکان‌های ذخیره‌سازی دائمی در مغز جریان می‌یابد.

فرید در سال 2012 نویسنده a مجله پزشکی نیوانگلند مطالعه ای که برای اولین بار نشان داد که تحریک الکتریکی می تواند حافظه را تقویت کند، و کار او برای کشف این که چگونه تحریک عمیق مغز می تواند حافظه را بهبود بخشد، ادامه داد و اکنون به مرحله بحرانی خواب می رود. او همچنین قصد دارد بررسی کند که آیا هوش مصنوعی می تواند به شناسایی و تقویت حافظه های خاص در مغز کمک کند یا خیر.

فرید گفت: “در مطالعه جدیدمان نشان دادیم که می توانیم حافظه را به طور کلی تقویت کنیم.” چالش بعدی ما این است که آیا توانایی تعدیل خاطرات خاص را داریم یا خیر.

یووال نیر از دانشگاه تل آویو با همکاری فرید بر این مطالعه نظارت داشت. سایر نویسندگان عبارتند از نویسنده اصلی مایا گوا-ساگیو، و همچنین امیلی مانکین، داون الیاشف، ناتالی چری، گلداملا کالندر و ناتالیا چمودانوف از UCLA، و شدما اپستاین از دانشگاه تل‌آویو.