Yurii Mongol
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Wir können nachts schlafen gehen, aber unser Gehirn nicht. Stattdessen verbringen sie diese ruhigen Stunden damit, aufzuräumen, und eine ihrer Aufgaben besteht darin, Erinnerungen in Langzeit-Aufbewahrungsboxen zu schleppen.
Jetzt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern möglicherweise einen Weg gefunden, diesen Speicherungsprozess zu beschleunigen, indem sie dem Gehirn genau zum richtigen Zeitpunkt Schlaf genau zeitgesteuerte elektrische Zaps liefern. Die Forscher fanden heraus, dass diese Zaps das Gedächtnis verbessern können.
Um die Sache noch interessanter zu machen, wurde das Forscherteam von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) finanziert, der US-amerikanischen Agentur, die mit der Entwicklung von Technologie für das Militär beauftragt ist. Sie berichteten über ihre Ergebnisse am 23. Juli im Journal of Neuroscience.
Wenn die Ergebnisse durch zusätzliche Untersuchungen bestätigt werden, könnten die Gehirn-Zaps eines Tages verwendet werden, um Schülern zu helfen, für eine große Prüfung zu lernen, Menschen bei der Arbeit zu unterstützen oder sogar Patienten mit Gedächtnisstörungen zu behandeln, einschließlich derer, die beim Militär eine traumatische Hirnverletzung erlitten haben. sagte der leitende Studienautor Praveen Pilly, ein leitender Wissenschaftler bei HRL Laboratories, einer Forschungseinrichtung, die sich auf die Weiterentwicklung der Technologie konzentriert. [5 überraschende Schlafentdeckungen]
An der Studie nahmen 16 gesunde Erwachsene aus der Region Albuquerque, New Mexico, teil. In der ersten Nacht wurden keine Experimente durchgeführt; Stattdessen war es für die Teilnehmer lediglich eine Gelegenheit, sich daran zu gewöhnen, die Nacht im Schlaflabor zu verbringen, während sie die klumpige Stimulationskappe trugen, die die winzigen Zaps in ihr Gehirn befördern sollte. Als die Forscher mit dem Experiment begannen, "war unsere größte Sorge, ob unsere Probanden mit all diesen Drähten schlafen konnten", sagte Pilly .
Am nächsten Abend begann das Experiment: Bevor die Teilnehmer einschliefen, wurden ihnen kriegerische Szenen gezeigt und sie wurden gebeten, den Ort bestimmter Ziele wie versteckter Bomben oder Scharfschützen zu erkennen.
Dann gingen die Teilnehmer schlafen und trugen die Stimulationskappe, die nicht nur Zaps lieferte, sondern auch die Gehirnaktivität mit einem Gerät namens Elektroenzephalogramm (EEG) maß. In der ersten Nacht des Experiments erhielt die Hälfte der Teilnehmer Gehirn-Zaps und die andere Hälfte nicht.
Mithilfe von Messungen aus dem EEG richteten die Forscher ihre elektrischen Zaps auf eine bestimmte Art von Gehirnaktivität, die als "langsamwellige Oszillationen" bezeichnet wird. Diese Oszillationen - die als Ausbrüche von Neuronenaktivität angesehen werden können, die regelmäßig kommen und gehen - sind bekanntermaßen wichtig für die Gedächtniskonsolidierung. Sie finden in zwei Schlafphasen statt: Stufe 2 (immer noch ein "leichter" Schlaf, wenn die Herzfrequenz langsamer wird und die Körpertemperatur sinkt) und Stufe 3 (Tiefschlaf).
Kurz nachdem die Teilnehmer der Zapping-Gruppe in langsamwellige Schwingungen geraten waren, lieferte die Stimulationskappe dem Gehirn im Einklang mit den Schwingungen leichte Zaps. Am nächsten Morgen wurden allen Teilnehmern ähnliche Kriegsgebietsszenen gezeigt, und die Forscher maßen, wie gut sie Ziele erkannten.
Fünf Tage später wurden die Gruppen für die zweite Nacht der Experimente gewechselt.
Die Forscher stellten fest, dass die Teilnehmer, die die Gehirn-Zaps erhielten, am Morgen danach nicht besser in der Lage waren, Ziele in derselben Szene zu erkennen, die sie in der Nacht zuvor gesehen hatten, als diejenigen, die ohne Zaps schliefen. Aber diejenigen, die das Zappen erhielten, waren viel besser darin, dieselben Ziele in neuartigen Szenen zu erkennen. Wenn die ursprüngliche Szene beispielsweise ein Ziel unter einem Felsen zeigte, könnte die "neuartige" Szene laut einer Pressemitteilung von HRL Laboratories dasselbe Ziel-Rock-Bild zeigen, jedoch aus einem anderen Blickwinkel.
Forscher nennen dies "Verallgemeinerung". Pilly erklärte es folgendermaßen: "Wenn Sie für einen Test [lernen], lernen Sie eine Tatsache, und wenn Sie am nächsten Morgen auf die gleiche Tatsache getestet werden ... hilft Ihnen unsere Intervention möglicherweise nicht. Auf der anderen Seite Wenn Sie auf einige Fragen im Zusammenhang mit dieser Tatsache getestet werden, [aber] bei denen Sie frühere Informationen verallgemeinern oder integrieren müssen, "würde die Intervention Ihnen helfen, eine bessere Leistung zu erzielen.
Dies liegt daran, dass Menschen sich selten genau an Ereignisse erinnern, wie sie geschehen, sagte Pilly und bezog sich dabei auf das, was als episodisches Gedächtnis bekannt ist. Vielmehr verallgemeinern Menschen, was sie lernen, und greifen in verschiedenen Situationen auf dieses Wissen zu. (Wir wissen zum Beispiel, dass wir uns von einer Schlange in der Stadt fernhalten müssen, auch wenn wir sie das erste Mal auf dem Land gesehen haben.)
Frühere Studien haben auch die Auswirkungen der Hirnstimulation auf das Gedächtnis untersucht. Obwohl sie die Zaps im gleichen Schlafstadium wie die neue Studie abgaben, versuchten die Forscher in den vorherigen Studien nicht, die Zaps mit den natürlichen Schwingungen des Gehirns in Einklang zu bringen, sagte Pilly.
Jan Born, Professor für Verhaltensneurowissenschaften an der Universität Tübingen in Deutschland, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, die neue Forschung habe gezeigt, dass "zumindest in Bezug auf das Verhalten ein solches Verfahren effektiv ist".
Die in der Studie untersuchten Ansätze haben "ein enormes Potenzial, aber wir stehen noch am Anfang [dieser Art von Forschung], daher müssen wir vorsichtig sein", sagte Born .
Ein mögliches Problem ist, dass die Stimulation typischerweise die gesamte Oberfläche des Gehirns trifft, sagte Born. Da das Gehirn faltig ist und einige Neuronen sich tief in den Falten verstecken und andere auf Graten sitzen, sind die Stimulationen nicht sehr effektiv, um alle notwendigen Neuronen anzuvisieren, sagte er. Dies könnte es schwierig machen, die Ergebnisse jedes Mal zu reproduzieren, fügte er hinzu.
Pilly sagte, weil die Zaps nicht spezialisiert sind, könnten sie theoretisch auch zu Nebenwirkungen führen. Aber er glaubt, wenn überhaupt, könnte der Nebeneffekt einfach ein besserer Schlaf sein.
Ursprünglich veröffentlicht am .