Πώς ο εγκέφαλος μαθαίνει κατά τη διάρκεια του ύπνου

Ο ύπνος βοηθάει να παγιώνονται οι μνήμες. Ερευνητές από το Μπόχουμ και τη Βόννη ερεύνησαν πώς ακριβώς γίνεται αυτό. Ακόμη και πράγματα που ξεχνάμε δεν χάνονται αμέσως. Ερευνητές από τα Πανεπιστήμια του Μπόχουμ [Ruhr (Ρουρ)] και της Βόννης ερεύνησαν ποιά μοτίβα δραστηριότητας συμβαίνουν στον εγκέφαλο όταν οι άνθρωποι θυμούνται ή ξεχνούν πράγματα. Ενδιαφέρθηκαν για το πώς ο εγκέφαλος επαναλαμβάνει και αποθηκεύει κατά τη διάρκεια του ύπνου ότι είχε μάθει προηγουμένως. Η ομάδα κατέγραψε την εγκεφαλική δραστηριότητα ασθενών με επιληψία οι οποίοι είχαν εμφυτευμένα ηλεκτρόδια στους εγκεφάλους τους στο πλαίσιο χειρουργικού σχεδιασμού. Αποτέλεσμα: Κατά τη διάρκεια του ύπνου, ο εγκέφαλος ακόμη επαναδραστηριοποιεί ίχνη αναμνήσεων που δεν μπορεί να θυμηθεί αργότερα. Η μελέτη δημοσιεύθηκε 5 Οκτωβρίου 2018 στο Nature Communications.

Για το πείραμα, στους συμμετέχοντες δόθηκε μια σειρά από εικόνες για να τις απομνημονεύσουν. Στη συνέχεια πήραν έναν απογευματινό υπνάκο. Όταν κοιτά κάποιος μια εικόνα, η δραστηριότητα στον εγκέφαλο δείχνει ένα μοτίβο που διαφέρει κάπως από εικόνα σε εικόνα. Οι ερευνητές μπόρεσαν να μετρήσουν αυτές τις διαφορές με υψηλής συχνότητας διακυμάνσεις δραστηριότητας – ονομάζονται δραστηριότητα περιοχής συχνοτήτων γάμμα (GBA) [egno.gr: εγκεφαλική δραστηριότητα (κύμα-γ) στα 30 – 100 Hz]. Ανέλυσαν την εγκεφαλική δραστηριότητα όχι μόνο κατά τη διάρκεια της δράσης της μάθησης, αλλά επίσης και κατά τη διάρκεια του ύπνου. Στη συνέχεια έλεγξαν ποιες εικόνες μπορούσαν οι συμμετέχοντες να θυμούνται μετά τον ύπνο και ποιες όχι.

Η δραστηριότητα της περιοχής γάμμα που ήταν τυπική ορισμένων μοτίβων, συνέβαινε όχι μόνο όταν κοίταζε κάποιος τις εικόνες, αλλά επίσης και κατά τη διάρκεια του ύπνου. Ο εγκέφαλος επανενεργοποιούσε τα μοτίβα της δραστηριότητας – τόσο για τις εικόνες που αργότερα οι συμμετέχοντες θυμήθηκαν όσο και εκείνες που αργότερα ξέχασαν. Με τα λόγια της Dr. Hui Zhang, από το Τμήμα Νευροψυχολογίας στο Μπόχουμ: «Οι εικόνες που ξεχάστηκαν δεν εξαφανίστηκαν απλώς από τον εγκέφαλο».

Παράδειγμα της κατανεμημένης δραστηριότητας της περιοχής συχνοτήτων γάμμα (30 – 90 Hz) κατά τη διάρκεια της κωδικοποίησης και της ανάκτησης του ίδιου αντικειμένου (Περισσότερα στη μελέτη – παραπομπή στο τέλος του κειμένου)

Ο αποφασιστικός παράγοντας για το εάν μια εικόνα ξεχάστηκε ή διατηρήθηκε δεν ήταν η επανενεργοποίηση της δραστηριότητας της περιοχής γάμμα της συγκεκριμένης εικόνας, αλλά η δραστηριότητα σε μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι σημαντική για τη μνήμη: τον ιππόκαμπο. Η περιοχή αυτή εμφανίζει εξαιρετικά ταχείες διακυμάνσεις δραστηριότητας [ονομάζονται διακυμάνσεις (ripples), περίπου στα 200 Hz]. Μια εικόνα ανακλήθηκε αργότερα μόνον, όταν η επανενεργοποίηση συνέβαινε την ίδια στιγμή με τις διακυμάνσεις στον ιππόκαμπο. Αυτό το φαινόμενο συνέβαινε μόνο κατά τη διάρκεια ορισμένων φάσεων του ύπνου, αλλά όχι όταν οι συμμετέχοντες ήταν ξύπνιοι.

Συγκεκριμένα, το εάν μια εικόνα την θυμόταν κάποιος ή όχι εξαρτιόταν από έναν άλλο παράγοντα, δηλαδή του πόσο λεπτομερώς είχε επεξεργαστεί την εικόνα ο εγκέφαλος. Οι ερευνητές διαφοροποίησαν την δραστηριότητα της περιοχής συχνοτήτων γάμμα που μέτρησαν όταν βλέπει κάποιος τις εικόνες σε ένα επιφανειακό ή σε ένα βαθύ στάδιο της διεργασίας. Η επιφανειακή διεργασία λαμβάνει χώρα κατά τη διάρκεια του πρώτου μισού δευτερολέπτου μετά την παρουσίαση της εικόνας, η βαθύτερη διεργασία μετά από αυτό. Μόνον όταν η δραστηριότητα της περιοχής γάμμα από τη φάση της βαθιάς διεργασίας επανενεργοποιήθηκε κατά τη διάρκεια των διακυμάνσεων, οι συμμετέχοντες αργότερα θυμούνται την εικόνα. Εάν η δραστηριότητα επανενεργοποιήθηκε από την πρώιμη φάση της διεργασίας, η εικόνα ξεχάστηκε.

Πηγή: Ruhr-Universität Bochum

Περισσότερα στη δημοσίευση: Electrophysiological mechanisms of human memory consolidation. Nature Communications.