Otak anda benar-benar belajar secara automatik semasa anda tidur! Bukti eksperimen manusia pertama: memainkan semula dipercepatkan sebanyak 1-4 kali

Saya membaca beberapa halaman atau perkataan sebelum tidur, dan apabila saya bangun, saya mendapati bahawa saya sangat kagum.

Saya tertanya-tanya adakah anda pernah mengalami pengalaman serupa?

Para saintis sentiasa ingin mengkaji fenomena ini, tetapi mereka telah dihadkan oleh keadaan teknikal dan sukar untuk mengumpul isyarat aktiviti saraf yang lemah dalam otak manusia pada waktu malam.

Dengan perkembangan terkini teknologi penghantaran wayarles data antara muka otak-komputer, peluang akhirnya tiba.

Dalam eksperimen yang melibatkan sukarelawan, penyelidik telah memperoleh bukti langsung buat kali pertama bahawa korteks motor otak manusia "memainkan semula" aktiviti siang hari semasa tidur.

Daniel Rubin dari Harvard Medical School, pengarang pertama kertas kerja, berkata:

Apa yang kami dapati adalah luar biasa, pada dasarnya dia (sukarelawan) berlatih secara automatik sepanjang malam semasa tidur.

Kertas kerja berkaitan telah diterbitkan dalam The Journal of Neuroscience, jurnal terkenal dalam bidang neurosains.

Otak mempercepatkan pembelajaran semasa anda tidur

Sukarelawan ini, bernama kod T11, malangnya menjadi quadriplegic akibat kecederaan saraf tunjang.

Dia telah ditanam dengan elektrod antara muka otak-komputer invasif daripada pasukan projek BrainGate, yang merupakan set peralatan yang sama yang digunakan oleh lelaki T5 yang mengambil bahagian dalam penyelidikan menaip minda tahun lepas.

Dalam percubaan ini, T11 perlu bermain permainan video ringkas pada siang hari:

Mula-mula perhatikan susunan kawasan berwarna menyala, dan kemudian mengawal kursor untuk bergerak mengikut tertib pada ingatan.

Ini adalah tugas klasik dalam penyelidikan antara muka otak-komputer Corak aktiviti saraf agak mudah untuk ditangkap dan dikenal pasti, dan telah muncul dalam penyelidikan berkaitan beberapa kali sebelum ini.

Selama sepuluh hari berturut-turut, T11 perlu berlatih dari 13:45 hingga 16:00 tengah hari, dan tidur dari 23:00 hingga 9:00 keesokan harinya.

Semasa latihan, antara muka otak-komputer boleh menyahkod dan merekodkan aktiviti saraf korteks motor otaknya dalam masa nyata.

T11 tidak diberitahu kandungan spesifik eksperimen ini dia hanya mengandaikan bahawa dia akan melakukan latihan pemulihan seperti biasa dan tertidur pada waktu malam seperti biasa.

Tetapi dalam tempoh sepuluh hari ini, penyelidik membandingkan data yang direkodkan oleh antara muka otak-komputer semasa dia tidur dengan data pada siang hari.

Selepas memproses data menggunakan kaedah seperti penapisan Kalman, didapati neuron pada waktu malam memainkan semula kandungan latihan pada siang hari pada selang frekuensi yang lebih tinggi daripada jangkaan.

Corak penembakan neuron T11 semasa tidur adalah sangat konsisten dengan corak semasa latihan siang hari, malah konsisten sepenuhnya beberapa kali.

△Demonstrasi data dan visual bermula jam 0:50 pagi

Nama saintifik bagi fenomena ini ialah main semula luar talian (main semula luar talian), yang sebelum ini dilaporkan pada tikus dan manusia disahkan semasa berehat pada siang hari.

Ini adalah kali pertama tayangan semula semasa tidur manusia diperhatikan.

Dan data menunjukkan bahawa kelajuan main semula pada waktu malam adalah 1-4 kali lebih cepat daripada pada waktu siang.

Maksudnya, apabila anda sedang tidur, otak anda bukan sahaja secara automatik mempelajari apa yang anda pelajari pada siang hari, tetapi juga mempercepatkan pembelajaran.

Dan anda sendiri langsung tidak menyedari semua ini.

Semakin sukar tugasan, semakin aktif otak

Serangkaian kajian terdahulu juga telah mengesahkan bahawa aktiviti saraf dalam hippocampus dan neokorteks tikus semasa tidur boleh Berlatih berjalan mez.

dan fenomena main semula luar talian yang serupa apabila manusia sedang berehat pada siang hari.

Menggabungkan penemuan ini dengan keputusan eksperimen menyebabkan penyelidik mencadangkan bahawa

Pembelajaran ulangan mungkin merupakan mekanisme pengekalan merentasi pelbagai kawasan otak, termasuk semantik, navigasi dan sistem kawalan pergerakan. Dan seterusnya menyokong peranan tidur dalam penyatuan ingatan.

Selain itu, kajian ini juga mengesahkan beberapa penemuan penting sebelum ini:

Pertama, main semula berlaku terutamanya dalam pengertian biologi tidur gelombang perlahan (Slow-wave Sleep), lebih dikenali sebagai bukan -peringkat pergerakan mata pantas (Peringkat Bukan REM), atau tidur nyenyak.

Kedua, aktiviti ulang tayang sangat berkait rapat dengan riak ombak tajam yang disebabkan oleh hippocampus.

Riak pancang ialah letusan pantas aktiviti disegerakkan dalam neuron, menghasilkan ayunan frekuensi tinggi.

△Hubungan antara ulang tayang dan riak tajam

Ketiga, semakin sukar tugasan yang diamalkan pada siang hari, semakin kuat aktiviti ulang tayang semasa tidur.

Dalam rancangan masa depan, pasukan penyelidik BrainGate Alliance merancang untuk mengubah kesukaran tugasan secara sistematik dan menjalankan penyelidikan yang lebih mendalam.

Perikatan BrainGate dilancarkan bersama oleh doktor, pakar saraf dan institusi seperti Universiti Brown, Sekolah Perubatan Harvard dan Hospital Besar Massachusetts Matlamatnya adalah untuk menggunakan teknologi antara muka komputer otak untuk membantu pesakit yang kehilangan anggota badan mobiliti akibat penyakit saraf atau kecederaan.

One More Thing

Oleh kerana otak sedang menyatukan ingatan semasa tidur nyenyak, maka semasa tempoh pergerakan mata yang cepat (iaitu, peringkat di mana kebanyakan mimpi berlaku), otak Apa yang anda lakukan lagi?

Makalah Sains terdahulu menjelaskan perkara ini.

Semasa tempoh pergerakan mata yang cepat, neuron MCH dalam hippocampus yang bertanggungjawab merembeskan hormon pengumpulan melanin membantu otak secara aktif melupakan maklumat yang tidak penting.

Oleh kerana bermimpi terutamanya berlaku semasa tempoh pergerakan mata yang cepat, apabila neuron MCH aktif, ini adalah salah satu sebab mengapa kandungan mimpi dilupakan selepas bangun tidur.

Jadi, pernahkah anda bangun dan teringat semua yang anda baca sehari sebelumnya?

Alamat kertas: https://www.jneurosci.org/content/42/25/5007

Pautan rujukan:

[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

Atas ialah kandungan terperinci Otak anda benar-benar belajar secara automatik semasa anda tidur! Bukti eksperimen manusia pertama: memainkan semula dipercepatkan sebanyak 1-4 kali. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!