Lärande språk i djup sömn är inte bara Science Fiction Anymore

Så viktigt som sömn är för hälsa, lycka och prestanda, det är verkligen en tid att suga. De åtta eller så timmarna när vi förlorar medvetandet kan vara återställande, men tänk bara på vad vi skulle kunna uppnå om vi faktiskt kunde sätta dem till produktiv användning. Forskare tror att vi kan använda dessa omedvetna timmar för att börja lära oss nya fakta eller språk i vår sömn, så länge informationen presenteras på rätt sätt.

I sitt papper publicerades torsdagen i Nuvarande biologi Neurosykologen Marc Züst, universitetslektor i Bern, presenterar bevis för att det faktiskt är möjligt att bilda nya "semantiska förbindelser" vid specifika stunder under sömncykeln. Dessa, förklarar han, är föreningar mellan två ord som vi använder för att hjälpa till att koda ny information och ge ord sammanhang. När vi till exempel hör ordet "vinter", tänker vi på kalla temperaturer, skidåkning eller senast polära vorter. I sin studie fann Züst att hjärnan faktiskt kan lära sig att göra dessa föreningar om vi hör två ord ihop vid vissa tider inom sömncykeln.

"Människor är kapabla av sofistikerad informationsbehandling utan medvetande", berättar Züst Omvänd. "Sömnformade minnesspår uthåller sig i följande vakenhet och kan påverka hur du reagerar på främmande ord, även om du tror att du aldrig har sett det ordet tidigare. Det är en implicit, omedvetna form av minne - som en känsla av mage."

I sin studie försökte Züst tillsammans med neuropsykologen Katharina Henke, Ph.D., att undervisa sina studerande nya ord på ett uppfunnet språk. På detta sätt kunde han se till att ingen hade tidigare minne om orden. Under hela natten hörde hans sovande repetitiva ordföreningar med ett uppbyggt ord som "aryl" och det ordet "översättning" - i fråga om "aryl", "kork". När de vaknade provade Züst sin kunskap om dessa par och fann att, trots att deltagarna aldrig någonsin hade studerat språket medvetet, fann han att de hade en känsla av vad ordet menade.

"Om du har ett tydligt sammanhang eller tillhörande koncept, kan din hjärna integrera det här nya ordet i det semantiska nätverket, som" aryl är lika med kork ", och associera det med vinprovning, vara ett litet objekt, anbringa anteckningar på ett bräde och så vidare, säger Züst. "Ordet får en mening."

Medan denna teknik förmodligen inte hjälper dig att klara några tester, förklarar Züst att konceptet bakom hans studie tyder på att hjärnan är mer medveten om yttre stimuli under djup sömn än vi tidigare trodde. Tidigare teorier visade att när vi går in i djupa steg i sömnen är vissa delar av hjärnan inriktade på att konsolidera minnen, stänga av yttre stimuli för att uppnå den uppgiften. I papperet indikerar laget att det faktiskt finns små fönster i tid när hjärnan är "öppen" för att lära sig ny information under djupa sömnperioder.

Han förklarar att cellerna i vår hjärna har ungefär cykliska skjutmönster under djup sömn. Under en sekund svänger de i en up-state, när de brinner tillsammans, och sedan in i en ned-state, när de är relativt tysta. Under dessa up-states, som varar ungefär en halv sekund, tror Züst att hjärnan är öppen för att ta emot ny information och skapa nya kopplingar, som att ge mening till ett okänt ord. Men för att verkligen hjälpa hjärnan gör de här anslutningarna, måste du verkligen slå det specifika fönstret. "Ju oftare ordet par slår upp-stater, desto bättre minnet," tillägger han.

Så lovande som det här är för oss alla redo att sova in i den ultimata 8-timmars multitasking-sessionen, varnar Züst att vi inte vet hur pumpning av hjärnan full av ny information under up-states kan påverka vad den faktiskt försöker åstadkomma under den perioden - vila, ladda upp och konsolidera all information vi tog in under dagen. Under tiden kan dessa lärda föreningar faktiskt hindra den funktionen. Hans studie undersökte inte de möjliga konsekvenserna.

Vid denna tidpunkt rekommenderar Züst att vi bör vara försiktiga när det gäller att försöka ställa in ny information i våra redan arbetande hjärnor. Hans resultat borde göra oss uppmärksamma, konstaterar han: Du kanske inte är den enda personen som tävlar om en tidslucka i hjärnans medvetslösa, men avgörande, up-states.

"Det är bra att veta att du inte är helt avstängd från din omgivning medan du sover, speciellt om du är benägen att somna framför din TV", säger Züst. "Tänk dig att lyssna på reklamfilmer hela natten. Några av den informationen kunde hålla sig, och du skulle aldrig veta."

Abstrakt: Att lära sig medan du sover är en dröm om mänskligheten, men anses ofta omöjligt eftersom sömn saknar den medvetna medvetenheten och den neurokemiska miljön som anses vara nödvändig för lärande. Nuvarande bevis för att lära sig sömn hos människor är otvivelaktigt. För att undersöka förhållanden under vilka muntlig inlärning kan inträffa förutsåg vi att toppar av långsamma vågor skulle bidra till muntligt lärande, eftersom topparna definierar perioder av neural excitabilitet. Under en långsam vågsöm under en tupplur spelades en rad ordpar som omfattade pseudowords, t ex "tofer" och egentliga tyska ord, till exempel "Haus" (hus), till unga tysktalande kvinnor och män. När presentationen av det andra ordet av ett par (t ex "Haus" av "tofer-house") sammanföll med en pågående långvågstopp ökade chansen att en ny semantisk association mellan paret hade bildats och behållits. Sömningsbildade föreningar översatta till vakna, där de vägledde tvångsval på ett implicit minnesprov. Reaktioner av sömnformade föreningar speglades av hjärnaktiveringsökningar mätta med fMRI i kortikala språkområden och hippocampus, en hjärnstruktur som är kritisk för relationell bindning. Vi slår fast att den implicita relationella bindningen hade inträffat under toppar av långsamma oscillationer, rekrytering av ett hippocampalt neokortiskt nätverk som är jämförbart med vokabulärlärning i vakna staten.