Om du ibland i en dröm ser händelser från det förflutna, kanske detta är sant av en anledning. Det visade sig att hjärnan under sömnen arbetar för att befästa och organisera minnen. I själva verket har forskare länge vetat att hjärnan behöver sömn för att se över händelserna på dagen och överföra dem till långvarig lagring av minnen. Det är därför studenter ofta rekommenderas att studera innan de lägger sig i sängen före tentamen - för att memorera materialet väl. Men mekanismen genom vilken hjärnan lagrar minnen förstås dåligt. Nyligen visade små mikroelektroder placerade i hjärnan hos två epileptiska patienter för första gången exakt hur neuroner i hjärnan aktiveras under sömnen för att "spela upp" våra kortvariga minnen och flytta dem till permanent lagring.
Spåra enskilda neuroner
Studien, publicerad i tidskriften Cell Reports, genomfördes med hjälp av Braingate, en samarbetsapparat mellan Brown University, Stanford University och Case Western Reserve University. Under de senaste tio åren har forskare utvecklat hjärn-datorgränssnitt som gör det möjligt för människor med amyotrofisk lateral skleros (ALS) och andra neurologiska sjukdomar, traumatisk hjärnskada eller förlust av lemmar att använda hjärnsignaler för att flytta datormarkörer, robotarmar och andra hjälpmedel.
I en ny studie implanterade kirurger små elektroder i de övre hjärnorna hos två förlamade patienter och bad dem fundera på att flytta armen i en specifik riktning. Genom att visa neurons beteende under tänkande kan avkodaren översätta tankar till tal eller handling med hjälp av robotproteser och andra hjälpmedel.
En neuron är en elektriskt exciterbar cell som bearbetar, lagrar och överför information med hjälp av elektriska och kemiska signaler.
Som författarna till verket skriver har olika neuroner olika föredragna riktningar. Vissa ökar sin hastighet när en person vill flytta upp handen; andra när en person vill flytta till höger eller vänster. Tack vare det arbete som utförts, genom mönstret för neuronaktivering, kan forskare bestämma i vilken riktning en person kommer att röra handen.
Under experimentet ombads två patienter med implanterade enheter att ta en tupplur. Under sömnen registrerades deras nervaktivitet som baslinje. Var och en spelade sedan ett simulerat Simon elektroniskt spel från 1980-talet där spelarna ombads att upprepa samma ordning med ljusrörelser som spelet just visade. Naturligtvis rörde båda försökspersonerna inte sina lemmar som Simon gjorde. De använde sina sinnen för att upprepa spelets handlingar - vid denna tidpunkt registrerades den neurala aktiviteten. Resultaten visade att under sömnen på dagtid var neuronal aktivitet identisk med den som registrerades under själva spelet hos de två försökspersonerna. Detta innebär att deras hjärnor fortsatte att spela efter att de sovnat och återge samma mönster i hjärnan.
Kampanjvideo:
Forskare läser sinnen
Som Newsweek skriver kan en fullständig förståelse för hur minnen lagras i hjärnan hjälpa till att avslöja hur grundläggande hjärnfunktioner fungerar. Dessutom är användningen av sådan teknik för att studera neural aktivitet under sömn aldrig tidigare. Studiens författare hoppas att de i framtiden kommer att kunna utveckla mer effektiva behandlingar för sjukdomar som orsakar minnesnedsättning, såsom Alzheimers sjukdom.
En delvis förlamad man styr en robotlemm med hjälp av Braingate-enheten
Låt mig påminna er om att sömn är en viktig process där forskare har försökt förstå i mer än ett sekel. Så för bara tre år sedan blev allmänheten medveten om cirkadiska rytmer - rytmer med en period av cirka 24 timmar, som alla levande varelser på jorden har och som - inklusive - är ansvariga för tiden för sömn och vakenhet. Och min kollega Artem Sutyagin skrev ett detaljerat och fascinerande material om orsakerna till att människor i allmänhet har drömmar. Jag rekommenderar starkt att du läser.
När jag avslutade den här artikeln kan jag inte annat än nämna att studien inte är utan begränsningar: endast två patienter var personerna. Det är dock lika viktigt att notera att Braingate-enheten i allmänhet används extremt sällan - till exempel har bara 12 sådana enheter implanterats under hela tiden. Men hur som helst, detta påverkar inte på något sätt det faktum att vi kommer närmare och närmare verkliga tankeläsning. Och ännu mer. När tror du att vi kommer att lära oss läsa sinnen och vart kommer det att leda?
Lyubov Sokovikova