Wyniki wielu badań naukowych świadczą o dużym znaczeniu snu dla utrwalania się śladów pamięciowych i zapamiętywaniu informacji. Wciąż jednak nie wiadomo, na czym dokładnie polega mechanizm tego działania. Prawdopodobnie dla konsolidacji pamięci najważniejsza jest aktywność fal mózgowych o częstotliwości delta, w zakresie 0,5-4 Hz, które występują podczas fazy snu nazywanej “snem wolnofalowym”. Sprzyjają one synchronizacji obszarów odpowiedzialnych za przyswajanie informacji w obrębie hipokampa i kory nowej.
Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych przeprowadzili badania, których celem było przybliżenie mechanizmu utrwalania wspomnień podczas snu. Zastosowali oni przezczaszkową stymulację prądem zmiennym (tACS), aby poprawić wydajność procesu utrwalania informacji w pamięci.
“Ta technika służy przyspieszeniu procesu uczenia się, zapamiętywania i nabywania umiejętności” – mówi dr Parveen Pilly z HRL Laboratories. – “Procesy, na które wpływa nieinwazyjna stymulacja elektryczna, to oscylacyjne wolnofalowe pola elektromagnetyczne, które występują podczas drugiej i trzeciej fazy snu NREM. Śledzimy ciągłe oscylacje i zastosowaliśmy tACS, które pasują do ich częstotliwości i fazy. To dopasowanie nazywamy systemem zamkniętej pętli.”
Ochotnicy biorący udział w badaniu zostali poddani procedurze tACS w trakcie trzech kolejnych nocy, z których pierwsza służyła aklimatyzacji. W grupie placebo wykonywano jedynie pozorowaną stymulację. Skuteczność tej metody mierzona była w zadaniu polegającym na wyszukiwaniu odpowiednich obiektów na podstawie wskazówek.
“Główne zadanie, którego używaliśmy do testowania określane jest jako zadanie wykrywania celu” – mówi dr Nicholas Ketz, główny autor badania. – “Wykorzystaliśmy zestaw obrazów z bardzo subtelnymi wskazówkami, które określały czy sytuacja jest bezpieczna, czy też nie. Wyglądały one niemal dokładnie tak samo, jednak występowały między nimi drobne wizualne różnice.”
Przezczaszkowa stymulacja elektryczna miała na celu zwiększenie sprawności wyszukiwania tych subtelnych wskazówek. Podstawą, na której opierali się naukowcy, była hipoteza mówiąca, iż nowa informacja pochodząca z narządów zmysłów jest początkowo kodowana w hipokampie. Stamtąd jednak może być łatwo usunięta, dlatego też podczas snu wspomnienia przekazywane są do obszarów kory nowej. Tam następuje ich integracja z wcześniejszą wiedzą i zapisanie w odpowiednim kontekście. Dzięki temu nowa wiedza może być zapamiętana lepiej i w pewnym stopniu uogólniona, a to poprawia retencję świeżo nabywanych umiejętności. Po każdej nocy sprawdzano, jak sprawnie ochotnicy poradzą sobie z wyszukiwaniem celów na obrazach.
“Krytyczny moment badania polegał na tym, że część obrazów była dokładnie taka sama jak w sesji treningowej, natomiast niektóre przedstawiały te same sceny z innej perspektywy” – mówi dr Ketz.
Dzięki zastosowaniu różnych punktów widzenia można było sprawdzić, czy uczestnicy zapamiętali jedynie konkretne ułożenie obiektów na planszy, czy też ich wiedza została usystematyzowana, a nowe informacje włączone do bardziej ogólnego obrazu. Istotnie – kolejne testy wykazały, że zastosowanie tACS znacząco wpłynęło na wyniki uzyskane przez ochotników.
Choć temat usprawnienia procesu przyswajania informacji za pomocą stosunkowo prostego narzędzia, jakim jest nieinwazyjna przezczaszkowa elektrostymulacja mózgu, wymaga dalszych badań, trudno nie wybiegać myślami w przyszłość. Być może kiedyś wsparcie konsolidacji nowej wiedzy ze starą pozwoli na wydajniejsze uczenie się także w wielu innych dziedzinach.
