Ο εγκέφαλός μας επαναλαμβάνει τις εμπειρίες μας όταν κοιμόμαστε

Όταν αποκοιμηθούμε, ο εγκέφαλος μας δεν απενεργοποιείται, αλλά επιδίδεται στο να οργανώσει τις νέες αναμνήσεις που αποκτήσαμε. Οι επιστήμονες, λοιπόν, προσπάθησαν να ελέγξουν την διαδικασία που ακολουθεί για αυτή την οργάνωση. Σύμφωνα μάλιστα με τις πρώτες ενδείξεις που ανακάλυψαν, οι εγκέφαλοι μας επαναλαμβάνουν τις εμπειρίες μας ενώ κοιμόμαστε.

Τι συμβαίνει στον εγκέφαλο μας όταν κοιμόμαστε;

Κατά τη διάρκεια του ύπνου, ο εγκέφαλος επαναλαμβάνει τα νευρικά μοτίβα που βιώνει ενώ είναι ξύπνιος, αυτή η κατάσταση ονομάζεται «επανάληψη εκτός σύνδεσης». Αυτή η επανάληψη θεωρείται ότι οφείλεται στην διαδικασία που ακολουθεί ο εγκέφαλος για να ενοποιήσει την μνήμη, ώστε οι πρόσφατες αναμνήσεις να γίνουν μόνιμες στη νευρική αναπαράσταση. Αξίζει να σημειωθεί, ότι αυτή η επανάληψη παρατηρήθηκε στο παρελθόν σε ζώα, όμως αυτή η μελέτη, με επι κεφαλής τον Jean-Baptiste Eichenlaub από το Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης και τον Beata Jarosiewicz, πρώην Επίκουρο Ερευνητικό Καθηγητή στο BrainGate, εξήτασε εάν το φαινόμενο αυτό παρατηρείται και στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, η ερευνητική ομάδα ζήτησε από τους δύο συμμετέχοντες να κοιμηθούν, αλλά πριν και μετά να παίξουν ένα παιχνίδι αντιγραφής, το οποίο είναι παρόμοιο με το παιχνίδι Simon που είχε μεγάλη επιτυχία την δεκαετία του ’80. Το βιντεοπαιχνίδι είχε τέσσερις χρωματικούς πίνακες που άναβαν σε διαφορετικές ακολουθίες και οι παίκτες έπρεπε να τους επαναλαμβάνουν με το μυαλό τους και όχι με τα χέρια τους. Φαντάζονταν δηλαδή ότι μετακινούσαν τον κέρσορα με τα χέρια τους, στα σωστά χρώματα με τη σωστή σειρά, όσο πιο γρήγορα μπορούσαν. Αφού έπαιξαν αυτό το παιχνίδι, οι συμμετέχοντες κοιμήθηκαν, μετά ξαναέπαιξαν το παιχνίδι και ξανακοιμήθηκαν. Οι ερευνητές, μέσω μιας εμφυτευμένης συστοιχίας πολλαπλών ηλεκτροδίων, προσπάθησαν να καταγράψουν την δραστηριότητα του εγκεφάλου τους και διαπίστωσαν ότι μια μεγάλη ομάδα μεμονωμένων νευρώνων είχε αυξανόμενη δραστηριότητα και όταν έπαιζαν το παιχνίδι και όταν κοιμόντουσαν.

Σημειώνεται ότι οι συστοιχίες ηλεκτροδίων που χρησιμοποιούνται στις πιλοτικές κλινικές δοκιμές του BrainGate,  είναι οι πρώτες που επιτρέπουν λεπτομερείς νευρικές εγγραφές στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Το BrainGate είναι μια κοινοπραξία ακαδημαϊκής έρευνας, στην οποία συνεργάζονται το Πανεπιστήμιο Brown, το Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης, το Πανεπιστήμιο Case Western Reserve και το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. Οι ερευνητές του BrainGate εργάζονται για να αναπτύξουν εμφυτευμένες διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή, για να βοηθήσουν τα άτομα με σοβαρές κινητικές αναπηρίες να ανακτήσουν την επικοινωνία και τον έλεγχο χρησιμοποιώντας τα εγκεφαλικά τους σήματα, ώστε να μπορούν να μετακινούν τους δρομείς του υπολογιστή και άλλες βοηθητικές συσκευές.

Δείτε το σχετικό βίντεο ΕΔΩ, το οποίο δείχνει έναν συμμετέχοντα να κινεί τον δρομέα με το μυαλό του, για να παίξει το παιχνίδι της ακολουθίας. Πίστωση: Eichenlaub και Jarosiewicz et al./Cell Reports

Που κατέληξε η μελέτη;

Σε αυτή τη μελέτη, η ομάδα του BrainGate παρατήρησε τα ίδια πρότυπα νευρωνικής πυροδότησης, τόσο κατά την διάρκεια του παιχνιδιού, όσο και κατά τη διάρκεια του ύπνου των συμμετεχόντων μετά το παιχνίδι. Με άλλα λόγια, φαίνεται ότι οι συμμετέχοντες συνέχισαν να παίζουν το παιχνίδι ακόμη και την ώρα που κοιμόντουσαν, επαναλαμβάνοντας τα ίδια μοτίβα στον εγκέφαλο τους σε νευρωνικό επίπεδο. Τα ευρήματα αυτά, αποτελούν άμεσες ενδείξεις ότι η επανάληψη σχετίζονται με τη μάθηση στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Περαιτέρω μελέτη

Τα ευρήματα της παρούσας μελέτης γεννούν αρκετά ερωτήματα για μελλοντικά θέματα έρευνας, όπως το να γίνει κατανοητός ο μηχανισμός με τον οποίο η επανάληψη επιτρέπει την ενοποίηση της μνήμης. Το επόμενο βήμα των ερευνητών είναι να αποδείξουν ότι η επανάληψη, έχει στην πραγματικότητα αιτιώδη ρόλο στη διαδικασία της ενοποίησης της μνήμης. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό θα ήταν να ελεγχθεί το αν υπάρχει σχέση μεταξύ της επανάληψης και της ανάκλησης της μνήμης μετά τον ύπνο.