Έρευνα του Ινστιτούτου Max Planck δείχνει ότι τα βρέφη δημιουργούν καινούρια γνώση ενώ κοιμούνται

Η αναζήτηση της κατάστασης του εγκεφάλου ενός μωρού ενώ αυτό κοιμάται, δίνει την ευκαιρία να διαπιστωθεί πως ούτε κατά τη διάρκεια του ύπνου ο εγκέφαλος των βρεφών αναπαύεται. Ενώ κοιμάται ο εγκέφαλος του βρέφους επανεπεξεργάζεται ότι έχει μάθει.

Εργαζόμενοι με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Tübingen, επιστήμονες από το Ινστιτούτο Max Planck για την Ανθρώπινη γνώση και τις Επιστήμες του Εγκεφάλου, στη Λειψία ανακάλυψαν ότι μωρά στην ηλικία από 9 μέχρι 16 μηνών, θυμούνται τα ονόματα των αντικειμένων καλύτερα εάν είχαν ένα σύντομο υπνάκο. Και μόνο μετά από ύπνο μπορούν να μεταφέρουν ονόματα που έμαθαν σε παρόμοια νέα αντικείμενα.

Ο εγκέφαλος των βρεφών, έτσι, σχηματίζει γενικές κατηγορίες κατά τη διάρκεια του ύπνου μετατρέποντας την εμπειρία σε γνώση. Οι ερευνητές επίσης έδειξαν ότι ο σχηματισμός των κατηγοριών σχετίζεται στενά με μια τυπική ρυθμική δραστηριότητα του κοιμώμενου εγκεφάλου, που ονομάζεται άτρακτος ύπνου: Βρέφη με άτρακτο ύπνου υψηλής δραστηριότητας είναι ιδιαίτερα καλά στη γενίκευση των εμπειριών τους και στη ανάπτυξη νέας γνώσης κατά τη διάρκεια του ύπνου.

Ο ύπνος σημαίνει πολύ περισσότερα από ένα απλό χαλάρωμα του εγκεφάλου μας. Βέβαια, περιορίζεται πολύ η ροή της πληροφορίας από τα αισθητήρια όργανα ενώ κοιμόμαστε, αλλά πολλές περιοχές του εγκεφάλου μας είναι ιδιαίτερα ενεργοποιημένες. Οι περισσότεροι ερευνητές του εγκεφάλου, σήμερα, πιστεύουν ότι ο κοιμώμενος εγκέφαλος ανακτά πρόσφατες εμπειρίες, παγιώνοντας έτσι τη νέα γνώση και ενσωματώνοντάς την στην υπάρχουσα μνήμη, με ενδυνάμωση, επανασύνδεση ή ακόμη με διάλυση νευρωνικών συνδέσεων. Αυτό σημαίνει ότι ο ύπνος είναι απαραίτητος για τη μνήμη.

Οι ερευνητές του Max Planck, διαπίστωσαν αυτό να συμβαίνει ακόμη και σε βρέφη και νήπια. Προκειμένου να μελετήσουν την επίδραση του ύπνου στη μνήμη των βρεφών, κάλεσαν γονείς να παραβρεθούν σε μια μελέτη με τα 9 έως 16 μηνών παιδιά τους. Κατά τη διάρκεια της περιόδου της εκγύμνασης, τα βρέφη δέχθηκαν μια επαναλαμβανόμενη προβολή εικόνων ορισμένων αντικειμένων, ενώ άκουγαν φανταστικά ονόματα που δόθηκαν στα αντικείμενα. Κάποια από τα αντικείμενα αυτά ήταν όμοια με άλλα, διαφέροντας μόνο στις αναλογίες τους, στα χρώματα ή σε ορισμένες λεπτομέρειες. Στα όμοια αντικείμενα, τα οποία ανήκαν στην ίδια κατηγορία σύμφωνα με το σχήμα τους, δινόταν πάντα το ίδιο όνομα. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας οι ερευνητές κατέγραφαν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου των βρεφών χρησιμοποιώντας ηλεκτροεγκεφαλογραφήματα.

Μια ομάδα βρεφών, πέρασε το επόμενο της εκγύμνασης διάστημα μιας έως δυο ωρών, κοιμισμένα στα καροτσάκια τους, ενώ η εγκεφαλική δραστηριότητα καταγραφόταν με εγκεφαλογράφημα. Σε μια άλλη ομάδα τα υπόλοιπα βρέφη παρέμειναν ξύπνια, πηγαίνοντας βόλτα στα καροτσάκια τους ή παίζοντας στην αίθουσα εξέτασης. Στη περίοδο ελέγχου που ακολούθησε, οι ερευνητές και πάλι παρουσίασαν στα βρέφη τα ζεύγη εικόνων και λέξεων. Αυτή τη φορά και τα δυο μαζί, με τους ίδιους συνδυασμούς όπως στην περίοδο της εκγύμνασης, καθώς και σε νέους συνδυασμούς και πάλι μέτρησαν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου τους ενώ γινόταν αυτό.

Ενώ τα βρέφη κοιμούνται ο εγκέφαλός τους επανεπεξεργάζεται αυτά που είχε μάθει προηγουμένως

Η ανάλυση της δραστηριότητας του εγκεφάλου έδειξε ότι τα βρέφη είχαν μάθει τα ονόματα των μεμονωμένων αντικειμένων κατά τη διάρκεια της περιόδου εκγύμνασης, ανεξάρτητα από την ηλικία τους. Η κατάσταση με την κατηγοριοποίηση, ωστόσο, ήταν διαφορετική: Στο τέλος της περιόδου εκγύμνασης, δεν ήταν σε θέση να αποδώσουν σε νέα αντικείμενα τα ονόματα των όμοιων αντικειμένων τα οποία είχαν ακούσει πολλές φορές.

Κατά την περίοδο ελέγχου που ακολούθησε, η δραστηριότητα του εγκεφάλου των βρεφών που είχαν κοιμηθεί μετά την περίοδο εκγύμνασης ήταν αξιοσημείωτα διαφορετική από αυτή της ομάδας που παρέμεινε ξύπνια. Ενώ η ομάδα που παρέμεινε ξύπνια είχε ξεχάσει τα ονόματα των μεμονωμένων αντικειμένων, τα παιδιά της ομάδας που κοιμήθηκαν θυμήθηκαν την αντιστοίχιση ονόματος-αντικειμένου. Υπήρξαν επίσης ριζικές διαφορές στις ικανότητές τους να κατηγοριοποιούν τα αντικείμενα. «Τα βρέφη που κοιμήθηκαν μετά την περίοδο εκγύμνασης απέδωσαν στα νέα αντικείμενα τα ονόματα των αντικειμένων που εμφανίζονται όμοια με αυτά», είπε η Manuela Friedrich του Ινστιτούτου Max Planck. «Δεν ήταν ικανά να το κάνουν αυτό πριν από τον υπνάκο τους, όπως ούτε επίσης και εκείνα τα βρέφη που έμειναν ξύπνια. Αυτό σημαίνει ότι οι κατηγορίες πρέπει να έχουν διαμορφωθεί κατά τη διάρκεια του ύπνου».

Βρέφη μαθαίνουν τι είναι «Wapel» χωρίς να κοιμηθούν. Ο εγκέφαλος των βρεφών, ωστόσο, αναγνωρίζει μόνο ποια αντικείμενα θα μπορούσαν να αποδοθούν στην κατηγορία «Bofel» μετά από ένα σύντομο ύπνο. © MPI f. Human Cognitive and Brain Sciences/ K. Flake

Ενώ η ηλικία των παιδιών δεν έχει καμιά επίδραση, ένα ιδιαίτερος τύπος εγκεφαλικών κυμάτων που ονομάζονται άτρακτοι ύπνου, έχουν μια σημαντική επίδραση στα μαθησιακά αποτελέσματα. Άτρακτοι ύπνου συμβαίνουν όταν δεσμίδες νεύρων μεταξύ του θαλάμου και του εγκεφαλικού φλοιού, δημιουργούν ρυθμική δραστηριότητα των 10 έως 15 κύκλων ανά δευτερόλεπτο. Είναι γνωστό ότι επηρεάζουν την παγίωση της μνήμης στους ενήλικες. «Όσο μεγαλύτερη είναι η δραστηριότητα της ατράκτου σε ένα βρέφος, τόσο καλύτερα μπορεί αυτό να αποδώσει ονόματα κατηγοριών σε νέα αντικείμενα μετά τον ύπνο», εξήγησε η Friedrich.

Τα αποτελέσματα αυτά έδειξαν ότι ο ύπνος επηρεάζει σημαντικά την οργάνωση της μνήμης, ακόμη και στον εγκέφαλο των βρεφών και σε μια περίοδο που η μνήμη αναπτύσσεται σε μεγάλη κλίμακα. «Ο εγκέφαλος των βρεφών που έμειναν ξύπνια, γρήγορα ξεχνά τα ονόματα που πρόσφατα έμαθε, αλλά κατά τη διάρκεια του ύπνου, οι λέξεις συνδέονται πιο ανθεκτικά με τα αντικείμενα και εντυπώνονται», είπε η Angela Friederici, Διευθύντρια στο Ινστιτούτο Max Planck που βρίσκεται στη Λειψία και είναι επικεφαλής της μελέτης.

Ο ύπνος και οι άτρακτοι ύπνου επίσης, επιτρέπουν τον βρεφικό εγκέφαλο να συγκεντρώνει παρόμοιες σημασίες. Προφανώς, όταν ο εγκέφαλος είναι σε μεγάλο βαθμό αποκομμένος από εξωτερικές επιδράσεις, μπορεί να οργανώσει τις εμπειρίες και να σχηματίσει νέες γενικεύσεις. «Με αυτό τον τρόπο, ο ύπνος γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ συγκεκριμένων αντικειμένων και γενικών κατηγοριών, μετατρέποντας έτσι εμπειρίες σε γνώση», εξηγεί η Friederici.

Πηγή: Max Planck Institutes