آیا یادگیری و یادآوری در خواب ممکن است؟ در طول زمان خواب چه اتفاقاتی می‌افتد؟ این موضوع سال‌هاست که توسط دانشمندان مورد بحث بوده است، اما مطالعه اخیر محققان بیمارستان عمومی ماساچوست (MGH) که با همکاری کارشناسان دانشگاه براون، دپارتمان امور کهنه سربازان و چندین موسسه دیگر انجام شده است، سرنخ‌های جدیدی را برای حل این معما به ما می‌دهد. تحقیق جدیدی که به تازگی در مجله Neuroscience منتشر شده، ممکن است اینکه چگونه یک نفر در خواب چیزهای مختلف را به یاد می‌آورد و یا دلیل یادگیری ما در زمینه‌‌های مختلف را توضیح دهد. همچنین ممکن است به ایجاد ابزارهای کمکی برای افراد مبتلا به بیماری‌های عصبی یا مصدومیت‌ها و آسیب‌های مختلف کمک کند.
به گفته نویسنده اصلی این تحقیق و متخصص مغز و اعصاب، دانیل رابین، دکترای مرکز MGH برای نوروتکنولوژی و بازیابی عصبی، دانشمندان مدت‌هاست کشف کرده‌اند که در طول خواب، پدیده‌ای به نام «بازپخش» رخ می‌دهد. اما بازپخش چیست؟ بازپخش مکانیزمی است که مغز برای یادآوری اطلاعات جدید از آن استفاده می کند. وقتی به موش یاد داده می‌شود که در یک هزارتو حرکت کند، تجهیزات پزشکی ممکن است نشان دهند که الگوی دقیقی از سلول‌های مغزی یا نورون‌های موش هنگام دنبال کردن مسیر مناسب، شروع به کار کردن می‌کنند.
رابین می‌گوید: «بعد از اینکه موش به خواب برود، شما خواهید دید که نرون‌ها دوباره با همان قدرت شروع به کار می‌کنند.» دانشمندان این نظریه را مطرح می‌کنند که مغز دانش تازه به دست آمده را در طول خواب تمرین می‌کند و اجازه می‌دهد تا خاطرات تثبیت شوند؛ یعنی خاطرات کوتاه مدت به خاطرات بلند مدت تبدیل شوند.»
موضوع «بازپخش» تا کنون فقط در ذهن حیوانات آزمایشگاهی نشان داده شده است. دکتر سیدنی اس. کش، متخصص مغز و اعصاب، مدیر مرکز نوروتکنولوژی و بازیابی عصبی در MGH و یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه، چنین می‌گوید: «سوالی بی‌پاسخ در این زمینه هست، که این مدل چقدر با یادگیری انسان در شباهت است؟ و آیا می‌توان آن را به انواع مختلفی از یادگیری یا یادگیری در خواب تعمیم داد؟» وی همچنین عنوان می‌کند که درک اینکه آیا بازپخش در خواب با یادگیری مهارت‌های جدید اتفاق می‌افتد یا نه، می‌تواند به توسعه درمان‌ها و ابزارهای جدید برای افراد مبتلا به بیماری‌ها و آسیب‌های عصبی کمک کند.
رابین، کش و همکارانشان برای بررسی اینکه آیا بازپخش در قشر حرکتی انسان (ناحیه مغزی که بر حرکت نظارت دارد) رخ می‌دهد یا خیر، مرد ۳۶ ساله‌ای مبتلا به تتراپلژی (یا فلج چهار اندام) را به خدمت گرفتند. این شخص به دلیل صدمه نخاعی که دیده بود نمی‌توانست اندام تحتانی و فوقانی خود را حرکت دهد.
در این مطالعه انجام شده، مرد را T11 نامیدند؛ وی یکی از شرکت‌کنندگان آزمایشات بالینی است که از هوشی کامپیوتری استفاده می‌کند که به او اجازه می‌دهد تا از مکان‌نما و صفحه کلید کامپیوتر روی صفحه استفاده کند. این دستگاه توسط کنسرسیوم BrainGate که تلاشی مشترکانه میان پزشکان، دانشمندان علوم اعصاب و مهندسان است در حال پیشرفت است. هدف این موسسه ایجاد فناوری‌هایی برای بازگرداندن ارتباطات، تحرک و استقلال برای افراد مبتلا به هرگونه بیماری‌های عصبی است. این کنسرسیوم توسط لی. آر. هاکبرگ، دارنده دکتری از دانشگاه Brown و دپارتمان امور جانبازان اداره می‌شود.
در این مطالعه، از T11 خواسته شد تا فعالیتی ذهنی شبیه به بازی الکترونیکی Simon انجام دهد، که در آن بازیکن الگوی نورهای رنگی چشمک زن را مشاهده می‌کند، سپس باید آن دنباله را به خاطر بیاورد و بازتولید کند. تنها کاری که لازم بود انجام دهد، فکر کردن به حرکت دادن دستش بود و سپس حسگر موجود در قشر حرکتی T11 داده‌های عصبی را اندازه‌گیری و حرکت دستی مورد نظر او را منعکس می‌کرد؛ همچنین به او اجازه می‌داد تا مکان‌نما را روی صفحه حرکت دهد و روی مکان‌های مورد نظرش کلیک کند. این سیگنال‌های مغزی ضبط و به صورت بی‌سیم به کامپیوتر منتقل می‌شدند.
در همان شب، هنگام خواب تمام فعالیت‌های T11 که در قشر حرکتی او رخ داد ثبت و سپس به صورت بی‌سیم به کامپیوتر منتقل شد.
رابین می‌گوید: «آنچه ما پیدا کردیم بسیار باورنکردنی بود. آزمایش‌شونده دقیقا همان بازی را در ذهنش هنگام خوابیدن اجرا کرد.» الگوهای عصبی T11 در طول خواب، دقیقاً مطابق الگوهایی بود که او در همان روز بازی تطبیق‌حافظه در ذهن او ایجاد شد.
رابین می‌گوید: «این داده، مستقیم‌ترین مدرک بازپخش از قشر حرکتی به شمار می‌رود که در طول خواب در انسان‌ها دیده شده است.» بیشتر بازپخش‌های شناسایی شده در این مطالعه در طول خواب با موج آهسته یا مرحله خواب عمیق رخ داده است. اما جالب توجه است که وقتی T11 در مرحله REM خواب بود (مرحله‌ای که معمولاً با رویا دیدن همراه است)، احتمال تشخیص بازپخش کمتر بود. رابین و کش این کار را به عنوان پایه‌ای برای یادگیری بیشتر در مورد بازپخش در خواب و نقش آن در یادگیری و حافظه در انسان می‌دانند.
کش با اشاره به اهمیت جابجایی این موضوع می‌گوید: «امید ما این است که بتوانیم از این اطلاعات برای کمک به ایجاد رابط‌های بهتر مغز و رایانه استفاده کنیم و به الگوهایی دست پیدا کنیم که به افراد کمک می‌کند سریع‌تر و کارآمدتر یاد بگیرند تا در شرایطی که به آنها آسیب وارد شده، کنترل را به دست آورند.» او با قدردانی از T11 و سایر شرکت‌کنندگان در کارآزمایی بالینی BrainGate می‌افزاید: «این نوع تحقیقات بواسطه تعامل نزدیکی که با شرکت‌کنندگان‌مان داریم انجام‌پذیر بوده‌اند.»
هاکبرگ به موافقت از رابین می‌گوید: «شرکت‌کنندگان باورنکردنی BrainGate، نه تنها بازخورد مفیدی را در خصوص ایجاد سیستمی برای بازگرداندن ارتباطات و تحرک ارائه می‌کنند، بلکه فرصت نادری را برای پیشبرد علوم اعصاب و شناخت چگونگی کارکرد مغز انسان در هر فرد مختلف را ممکن می‌کنند. تمام این اطلاعات برای ساختن نسلی دیگر از فناوری‌های عصبی ترمیمی، به کار خواهند آمد.»
کمی بیشتر درباره تخصص محققان این آزمایش: رابین یک مدرس نورولوژی در دانشکده پزشکی هاروارد (HMS) است. کش دانشیار نورولوژی در HMS است. هاکبرگ یک مدرس ارشد نورولوژی در HMS و استاد مهندسی در دانشگاه براون است.
این مطالعه توسط مؤسسه ملی بیماری‌های عصبی و سکته مغزی، آکادمی نورولوژی آمریکا، مؤسسه ملی سلامت روان، دپارتمان امور جانبازان، مؤسسه MGH-Deane و مؤسسه پزشکی هاوارد هیوز در دانشگاه استنفورد تأمین مالی شد.
مقاله جالبی بود استفاده کردیم
بیشترین بازدهی مغز من زمان اجابت مزاجه :))