Ihr Gehirn lernt wirklich automatisch, während Sie schlafen! Der erste menschliche experimentelle Beweis: beschleunigte Wiedergabe um das 1- bis 4-fache

Ich habe vor dem Schlafengehen ein paar Seiten oder Wörter gelesen und als ich aufwachte, war ich tief beeindruckt.

Haben Sie schon einmal eine ähnliche Erfahrung gemacht?

Wissenschaftler wollten dieses Phänomen schon immer untersuchen, aber bisher waren sie durch technische Bedingungen eingeschränkt, und es ist schwierig, nachts schwache neuronale Aktivitätssignale im menschlichen Gehirn zu sammeln.

Mit der jüngsten Entwicklung der drahtlosen Datenübertragungstechnologie für Gehirn-Computer-Schnittstellen ist endlich die Gelegenheit gekommen.

In Experimenten mit Freiwilligen haben Forscher erstmals direkte Beweise dafür erhalten, dass der motorische Kortex des menschlichen Gehirns Tagesaktivitäten im Schlaf „wiederholt“.

Daniel Rubin von der Harvard Medical School, der Erstautor der Arbeit, sagte:

Unsere Erkenntnisse sind unglaublich. Er (der Freiwillige) übte im Grunde automatisch die ganze Nacht, während er schlief.

Relevante Artikel wurden im Journal of Neuroscience veröffentlicht, einer bekannten Zeitschrift auf dem Gebiet der Neurowissenschaften.

Das Gehirn beschleunigt das Lernen, während man schläft

Dieser Freiwillige mit dem Codenamen T11 wurde aufgrund einer Rückenmarksverletzung leider querschnittsgelähmt.

Ihm wurden die invasiven Gehirn-Computer-Schnittstellenelektroden des BrainGate-Projektteams implantiert. Dabei handelt es sich um die gleichen Geräte, die auch der T5-Mann verwendet hat, der letztes Jahr an der Mind-Typing-Forschung teilgenommen hat.

In diesem Experiment muss T11 tagsüber ein einfaches Videospiel spielen:

Beobachten Sie zunächst die Reihenfolge, in der die farbigen Bereiche aufleuchten, und steuern Sie später den Cursor so, dass er sich basierend auf der Erinnerung in dieser Reihenfolge bewegt.

Dies ist eine klassische Aufgabe in der Gehirn-Computer-Schnittstellenforschung. Das Muster neuronaler Aktivität ist relativ einfach zu erfassen und zu identifizieren und ist in der entsprechenden Forschung schon oft aufgetaucht.

An zehn aufeinanderfolgenden Tagen muss T11 von 13:45 bis 16:00 Uhr nachmittags trainieren und am nächsten Morgen von 23:00 bis 9:00 Uhr schlafen.

Während des Trainings kann die Gehirn-Computer-Schnittstelle die neuronale Aktivität des motorischen Kortex seines Gehirns in Echtzeit entschlüsseln und aufzeichnen.

T11 wurde der konkrete Inhalt dieses Experiments nicht mitgeteilt. Er dachte nur, dass er wie gewohnt Erholungstraining machen und nachts wie gewohnt einschlafen würde.

Aber während dieser zehn Tage verglichen die Forscher die von der Gehirn-Computer-Schnittstelle aufgezeichneten Daten, während er schlief, mit den Daten während des Tages.

Nach der Verarbeitung der Daten mit Methoden wie der Kalman-Filterung wurde festgestellt, dass Neuronen in der Nacht Trainingsinhalte tagsüber in höheren Frequenzintervallen als erwartet wiedergeben.

Das Feuerungsmuster der T11-Neuronen während des Schlafs stimmt in hohem Maße mit dem während des Tagestrainings überein und ist mehrmals sogar völlig konsistent.

△Daten und visuelle Demonstration ab 0:50 Uhr

Dieses Phänomen wird wissenschaftlich als Offline-Wiedergabe bezeichnet und wurde zuvor bei Mäusen und Menschen nachgewiesen, während sie tagsüber ruhen.

Dies ist das erste Mal, dass eine Wiederholung während des menschlichen Schlafes beobachtet wurde.

Und Daten zeigen, dass die Wiedergabegeschwindigkeit nachts ein- bis viermal schneller ist als tagsüber.

Mit anderen Worten: Wenn Sie schlafen, lernt Ihr Gehirn nicht nur automatisch, was Sie tagsüber gelernt haben, sondern beschleunigt auch das Lernen.

Und du selbst bist dir dessen alles überhaupt nicht bewusst.

Je schwieriger die Aufgabe, desto aktiver das Gehirn

Es gab auch eine Reihe früherer Studien, die dies bestätigten des Hippocampus von Mäusen während des Schlafs und der neuronalen Aktivität im Neocortex, um das Gehen im Labyrinth zu üben.

und ähnliche Offline-Wiederholungsphänomene, wenn Menschen tagsüber ruhen usw.

Nachdem die Forscher diese Erkenntnisse mit experimentellen Ergebnissen kombiniert hatten, schlugen sie eine Ansicht vor:

Wiederholungslernen könnte der Sprung sein. Erhaltene Mechanismen in mehreren Bereichen des Gehirns, einschließlich semantischer, Navigations- und motorischer Kontrollsysteme. und unterstützt darüber hinaus die Rolle des Schlafs bei der Gedächtniskonsolidierung.

Darüber hinaus bestätigte diese Studie auch mehrere frühere wichtige Erkenntnisse:

Erstens ist die Zeit, in der die Wiederholung auftritt, im biologischen Sinne hauptsächlich langsam, was häufiger vorkommt bekannt als Non-REM-Stadium oder Tiefschlaf.

Zweitens korreliert die Wiedergabeaktivität stark mit scharfen Wellenwellen, die durch den Hippocampus verursacht werden.

Scharfe Wellen sind schnelle Ausbrüche synchronisierter Neuronenaktivität, die eine hochfrequente Schwingung bilden.

△Wiederholen Sie die Beziehung mit scharfen Wellenwellen

Drittens: Je schwieriger die Aufgabe, tagsüber zu üben, desto schwieriger Umso schwieriger wird es beim Schlafen, je intensiver die Aktivität.

Das Forschungsteam der BrainGate Alliance plant in Zukunft, den Schwierigkeitsgrad der Aufgaben systematisch zu verändern und tiefergehende Forschung durchzuführen.

BrainGate Alliance wird gemeinsam von Klinikern, Neurowissenschaftlern und Institutionen wie der Brown University, der Harvard Medical School und dem Massachusetts General Hospital ins Leben gerufen. Ziel ist es, mithilfe der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie Menschen zu helfen, die ihre Gliedmaßenbeweglichkeit verlieren zu neurologischen Erkrankungen oder Verletzungen von Patienten.

Noch eine Sache

Da das Gehirn im Tiefschlaf Erinnerungen festigt, gilt dies auch während der Phase der schnellen Augenbewegungen (das ist, Träumen) Die Bühne mit den meisten), was macht das Gehirn?

Ein früherer Artikel in Science hat dies erklärt.

Während der Phase der schnellen Augenbewegungen helfen die MCH-Neuronen im Hippocampus, die für die Sekretion des Melaninaggregationshormons verantwortlich sind, dem Gehirn, unwichtige Informationen aktiv zu vergessen.

Da das Träumen hauptsächlich während der Phase schneller Augenbewegungen stattfindet, wenn MCH-Neuronen aktiv sind, ist dies einer der Gründe, warum der Inhalt von Träumen nach dem Aufwachen vergessen wird.

Bist du jemals aufgewacht und hast dich an alles erinnert, was du am Tag zuvor gelesen hast?

Papieradresse: https://www.jneurosci.org/content/42/25/5007

Referenzlink:

[1] https://neurosciencenews.com/motor-replay-sleep-20906/

[2]https://www.science.org/doi/10.1126/science.aba0672

#🎜 🎜#[3]https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2019.0655

[4]https://www.science.org/doi/10.1126/science.aax9238#🎜 🎜#

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonIhr Gehirn lernt wirklich automatisch, während Sie schlafen! Der erste menschliche experimentelle Beweis: beschleunigte Wiedergabe um das 1- bis 4-fache. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!