타겟 메모리 재 활성화로 숙면을 더 똑똑하게 해줍니다

케이트 배걸리 (Kate Baggaley)의이 이야기는 원래 잠에 바쳐진 판 (Van Winkles)에 실렸다.

마르셀 프루스트 (Marcel Proust)의 "잃어버린 시간을 찾아서 (In Search of Lost Time)"에서 한 순간, 내레이터는 습관으로 차와 메이플 쿠키를 가져 간다. 그는 "바스라기와 혼합 된 따뜻한 액체"를 맛보는 순간 기쁨으로 극복합니다. 차와 케이크의 향은 어린 시절의 추억을 불러 일으킨다. 그는 아침 숙식에 대한 이모를 자신의 숙모와 공유한다.

프로스트의 해설자가 깨달은 것처럼 우리의 감각은 기억의 열쇠입니다. 잠에서 깨어나는 것처럼 진실입니다. 우리가 졸음으로 새로운 정보를 실제로 배울 수는 없지만, 연구원들은 뇌의 졸음을 강화하거나 이미 포착 된 것을 폐기하는 데 도움이되는 우리의 감각을 조장하는 과정에 열심히 노력하고 있습니다. TMR (Targeted Memory Reactivation) 수면 중에 일어나는 기억력 강화 과정을 증폭시키기 위해 소음과 냄새를 사용합니다. 과학자들이 믿는 것만 큼 효과가 있다는 것을 증명한다면, 우리는 새로운 학습을 흡수하고, 외상 적 추억을 느슨하게하며, 사람들의 생각을 바꾸는 능력을 향상시키기 위해 그것을 사용할 수 있습니다.

"잠재적 인 어플리케이션은 엄청납니다."수 TM 동안 TMR을 조사해 온 독일 튀빙겐 대학 (University of Tübingen)의 연구원 인 Susanne Diekelmann은 말한다.

간단히 말해서, 그것은 우리가 수면과 기억 사이의 유대 관계를 탐구하고 압류하도록 허용 할 수 있습니다. 프린스턴 대학 (Princeton University)의 최고 신경 과학자 인 제임스 안토니 (James Antony)는 "기억은 정체성과 삶의 질을 위해 중요합니다. 따라서 TMR이 기억을 도울 수 있다면 더 널리 도움이 될 것입니다"라고 말합니다. "우리가하는 일은 많은면에서 … 추억을 수집하려고 노력하고 있기 때문입니다."

우리의 수면을 얼마나 슬프게하는지

매일 광고, 대화, 짹짹, 스냅, 풍경, 슬랙스 등의 정보를 포격합니다. 우리가 덮개 아래에서 미끄러질 때까지, 우리는 신경 세포들 사이의 연결로부터 만들어지는 깨지기 쉽고, 새로 만들어지는 추억들을 축적 해왔다. 우리가 매일 점심으로 먹는 것과 같은 많은 추억은 시간이지나면서 사라집니다. 다른 것들은 강화되어 장기 기억으로 전환됩니다. 이 과정은 기억 병합 (memory consolidation)이라고 불리우며, 주로 느린 물결 잠에서 일어나는 것처럼 보입니다. 기본 프로세스를 신경 재생이라고합니다. 새로운 사실이나 얼굴 (메모리 인코딩이라고 함)을 배우는 것은 신경 발화의 뚜렷한 패턴에 해당합니다. 나중에, 잠자는 동안 우리의 잠자는 두뇌는 이전과 같은 신경 발사 패턴을 재생합니다. 이 이론은 학습과 기억의 자동 게임으로 뇌에 기억을 확실하게 이식하는 데 도움이됩니다.

웨일즈의 카디프 대학 (Cardiff University)의 신경 과학자이자 수면 과학자 인 페니 루이스 (Penny Lewis)는 "두뇌가 이러한 기억을 연습하고 연습하는 것은 당신의 뇌와 같습니다. 수면과 기억력 강화에 초점을 맞추고 있습니다.

각 메모리에 대해 패턴이 약간 다르게 보입니다. 그러나 이러한 웹은 겹칩니다. "가지고있는 모든 지식은 다른 것들과 관련이 있습니다."라고 Antony가 덧붙입니다. 그래서 우리의 수면 두뇌가 기억을 되살려 줄 때, 그것은 단지 그것들을 강화시키는 것이 아닙니다 - 당신이 기존의 지식 네트워크에 가져온 새로운 정보를 포함시킵니다. 예를 들어 해변으로의 마지막 여행을 떠올려보십시오. 해안을 따라 파도가 부서지는 것을 기억하고, 발가락에 모래가 닿았을 때, 친구들이 감동을 느끼는 것을 기억할 것입니다. 이 조각들은 뇌의 다른 부분에 저장됩니다. "메모리가 그런 식으로 재생 될 때 그것은 완전한 다중 감각 경험 일 것"이라고 Lewis는 말합니다.

TMR을 사용하면 우리는 깨어있을 때 처음에 경험하고 새로운 정보를 배우는 냄새 또는 잡음을 사용하여 이러한 프로세스를 형성하여 재생을 촉발시킬 수 있습니다. 올바른 냄새 또는 소리는 메모리 통합 프로세스를 향상시켜 추억을 강화하거나 심지어 바꾸는 데 도움이됩니다.

TMR의 역사

과학자들은 처음으로 1980 년대에 수면 중 기억에 영향을 줄 수있는 감각 신호를 받았는데, 학습 과제 동안, 그리고 다시 수면 중 두 번 충격받은 쥐에게 더 큰 기억 활성화를 보았습니다. 그런 다음 1990 년에 캐나다의 한 팀이 똑딱 거리는 시계 소리를 논리 작업과 연결했습니다. "이 아이디어는 우리의 작은 업무의 기억을 통합하는 '작업'을 주제로 '생각 나게하는 것'이었습니다. 통합해야 할 더 중요한 추억이 있었을지라도, 수면 연구자 중 한 명인 Carlyle Smith가 회상합니다. 온타리오 트렌트 대학교 수면 연구소의 이사.

스미스는 많은 과학자들이 당시에 생각한 기억력 강화가 수면 중에 일어났다는 증거를 수집하기를 원했습니다. 그는 무언가에 뛰어 났지만, 그의 연구는 근본적인 과학자들의 현재 수면과 기억에 대한 재현에 대한 획기적인 발견에 선행했기 때문에 대부분 무시되었습니다.

2007 년 스위스 Fribourg 대학교의 Diekelmann의 생물 심리학자 겸 동료 인 Bjorn Rasch는 메모리 게임 Concentration 버전을 사용하여 TMR을 부활 시켰습니다. 사람들이 카드 사진을 컴퓨터 화면의 특정 위치와 연관시키는 것을 배우는 동안, 과학자들은 장미 향기를 퍼 올렸다. 이 냄새는 배경으로 흘러 들어가서 사람들의 마음 속에서 그들이 배우고있는 것과 연결되었습니다. 수면 중 아로마에 다시 노출 된 사람들은 카드 배치를 떠올리는면에서 우위에있었습니다.

호기심을 자극하면서 팀은 기술을 계속 탐구 해 냈습니다. 기술을 사용하면 추억을보다 안정하게 만들 수 있었고 그렇지 않은 경우보다 더 빨리 할 수있었습니다. 그들이 발견 한 다양한 다른 향기는 추억에 큐를 동등하게 작용했습니다. 그러나 그들은 어느 정도의 정보가 단일 악취에 고정 될 수 있는지, 또는 냄새가 시간이 지남에 따라 메모리 트리거링 전력을 잃을 지 여부는 아직 확실하지 않았습니다.

서파 수면 중에 특정 소리가 다시 나타 났을 때, 피실험자는 관련 이미지의 위치를 ​​더 정확하게 기억했습니다.

과학자들이 소리도 역시 효과적인 방아쇠임을 발견한지 얼마되지 않았습니다. 한 실험에서 피실험자는 야옹이나 휘파람과 같은 관련 소리와 쌍을 이루는 고양이 나 주전자와 같은 이미지의 그리드 좌표를 암기하도록 요청 받았다. 서파 수면 중에 특정 소리가 다시 나타 났을 때, 피실험자는 관련 이미지의 위치를 ​​더 정확하게 기억했습니다.

TMR의 기능

TMR은 초기 단계에 있지만 연구자들은 이미 할 수있는 일에서 큰 진전을 보았습니다. 그리고 지금 잠재력은 무한합니다.

TMR은 운동 능력뿐만 아니라 명백한 기억을 향상시키는 것으로 보인다. Antony와 그의 동료들은 "기타 히어로 (Guitar Hero)"와 비슷한 게임을 사용하여 실험을 시작했습니다. 참가자는 두 가지 멜로디를 배웠으며 그 중 하나는 수면 중에 큐에 넣어졌습니다. 이후 그들은 다른 멜로디보다 더 정확하게 수면 멜로디를 연주 할 수있었습니다.

그리고 TMR을 사용하여 추억을 바꿀 수도 있습니다. 최근 디엘 만 (Diekelmann)과 그녀의 한 연구팀은 TMR이 사람들이 숨겨진 패턴을 파악하여 직감을 이해로 전환시키는 데 도움을 주었다고 밝혔습니다 (여성은 유의미한 향상을 얻지 못했지만 대부분의 TMR 연구는 성별에 차이가 없음을 나타냄).

카디프 대학 (University of Cardiff University)의 페니 루이스 (Penny Lewis)가 "사람들이 일찍이 뜯어 낸 멜로디 (melody)"라고 말하면서 사람들은 서면으로 곡을 분명히 말하면서 더 빠르고 더 잘 어울리게되었습니다.

그리고 Batterink와 회사에서 사람들에게 구성된 문법 체계에 따라 조립 된 단어의 암호 해독을 요청하면 TMR은 시스템의 규칙을 이해하는 데 도움이되는 것처럼 보였습니다. "이것들은 꽤 작은 효과입니다."라고 Batterink이 말했습니다. "두 배나 좋은 것 같지 않다."

하지만 여전히 고무적입니다. 과학자들은 TMR이 정서적 기억이 어떻게 통합되는지에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사하고 있습니다. 예를 들어 루이스 (Lewis)는 수면 중 추억을 불러 일으키는 것이 덜 고통스럽게 만들 수 있는지 여부를 파헤 치고 있습니다.

"우리가 할 수있는 좋은 데이터가 있습니다."라고 그녀는 말합니다.

루이스 (Lewis)와 그녀의 동료들은 사람들이 자동차 충돌과 같은 사진을 방해하는 사진을 소리 신호와 함께 제시합니다. 수면 후 사람들은 TMR을 사용하여 다시 활성화하면 이러한 이미지가 덜 문제가되는 것으로 나타납니다. 이 현상에 대한 한 가지 설명은 렉 수면 중에 크게 감소하는 노르 아드레날린이라고하는 신경 전달 물질에있을 수 있습니다. 심박수 증가, 발한 또는 동공 팽창과 같은 신체의 생리적 공포 반응을 조절하는 데 도움이됩니다.

루이스 (Lewis)는 수면 중 추억을 불러 일으키는 것이 덜 고통스럽게 만들 수 있는지 여부를 파헤 치고 있습니다. "우리가 할 수있는 좋은 데이터가 있습니다."라고 그녀는 말합니다.

"그 당시에이 기억들을 재생하면 실제로 감정적 인 반응을 가질 수 없다는 것이 아이디어"라고 루이스는 말한다. "생리 반응없이 재생하면 사람들이 기억을 감정에서 분리 할 수 ​​있습니다."

TMR을 PTSD를 포함한 외상 장애 치료제로 상상하기 란 어렵지 않습니다. 그것은 당황한 전망이지만, 당분간은 추억을 불러 일으키는 사람들을 포함하는 조기 시련에서도 결론을 내리기에는 너무 이릅니다.

Rasch는 "환자에게 전달하기 전에 좋은 데이터베이스가 필요합니다. 왜냐하면 그 일이 무엇을 할 지 명확하지 않기 때문입니다."라고 Rasch는 말합니다. "그것은 실제로 사람들을 돕고, 수면 중에이 외상 적 기억을 재 활성화 시키거나, 상황을 악화 시키나요?"

Rasch와 그의 동료들은 또한 TMR이 외국어 어휘 학습을 어떻게 촉진 하는지를 조사하고 있습니다.

그리고 TMR은 여전히 ​​강화되고있는 추억을 향상시키는 데 가장 도움이되는 것처럼 보이지만 알츠하이머 병 환자가 집이나 가족을 인식하는 방법을 기억하는 데 도움이 될 수 있습니다. 물리 치료사는 또한 뇌졸중이나 부상으로 사람들이 운동 능력을 회복 할 수 있도록 TMR을 이용할 수 있습니다.

TMR이 사람들의 사고 방식에 영향을 미칠 수있는 가능성도 충분히 있습니다. 당신이 파티에 있다고 말하면서 방 전체에 동료를 배치하십시오. 너는 물결 친다. 그들은 응답하지 않습니다. 그들이 너를 괴롭 히고 있는지, 아니면 너를 보지 못했는지 스스로 판단해야한다. 우리는 항상 모호한 상황을 겪습니다. 불안이나 우울증을 앓고있는 사람들과 같은 사람들은 부정적인 반응을 보일 가능성이 큽니다.

TMR 문제

TMR 응용 프로그램의 무기고에도 불구하고 메모리에 미치는 영향은 미묘하며 효과가 얼마나 오랫동안 지속되는지는 분명하지 않습니다. 그리고 다른 꼬임이 해결되어야합니다.

예를 들어, 인간의 뇌에 개별 재생이 어떻게 나타나나요?

"우리는 신호가 어떻게 생겼는지조차 알지 못합니다."라고 Antony는 말합니다. 그와 그의 동료들은 뇌파 검사 (EEG)로 이전에 시청 한 영상의 재 활성화를 측정하여 사람의 기억 재생을 설명하기 위해 TMR을 사용하고 있습니다.

"냄새는 메모리와 관련된 뇌 영역에 직접 연결되어 있기 때문에 매우 강력한 트리거입니다. 반면 소리는 … 중계국에서 먼저 멈춰야합니다."

소리와 냄새는 모두 TMR 실험에서 신호로 성공적으로 사용되었으며 각 영역마다 고유 한 장점이 있습니다. 우선, 냄새는 수면 과학의 세계에서 낯선 사람이 아닙니다. 라벤더와 같은 약초가 우리가 긴장을 풀고 표류하는 데 도움이 될 수 있다는 증거가 있습니다. 그 냄새는 사람의 꿈의 감정적 인 내용에 영향을 줄 수 있습니다.

사실, 뇌의 후각 시스템은 해마와 편도선과 같은 감정 관련 영역과 밀접하게 연결되어 있습니다. 또한 악취는 일반적으로 우리를 깨우지 않습니다. 그들은 방해하지 않고 수면 중에 처리됩니다.

시상을 통해 전달되는 소리는 마찬가지입니다."냄새는 기억과 관련된이 뇌 영역에 직접 연결되어 있기 때문에 매우 강력한 방아쇠이다. 반면 소리는 중계국에서 먼저 멈춰야한다"고 페레이라는 말한다.

TMR의 사운드를 정확하게 캘리브레이션하는 것은 까다 롭습니다. 소음은 쉽게 침목을 방해 할 수 있습니다. 그리고 "너무 조용히 놀면 등록 된 것이 확실하지 않습니다."라고 Batterink는 말합니다. 따라서 개별적인 측면에서 볼 때 볼륨을 바로 잡는 것 사이의 미묘한 조화가 될 수 있습니다."

반면에, 소리는 모터 스킬 성능을 큐에 넣는 데 더 성공적이다. 청각 처리와 관련된 두뇌 영역은 운동 영역과 강하게 연결되어 있다고 Diekelmann은 말합니다.

냄새에 비해 소리는 집에서도 쉽게 제어 할 수 있습니다. 과학자들은 거의 무제한의 라이브러리를 만들 수 있습니다. "60 가지 냄새가 정말 독특하다면, 준비하는 것이 훨씬 더 어려울 것입니다."라고 Lewis는 말합니다.

악취는 모든 기억 (실험 학습 세션 중에 배웠음)에 똑같이 작용하는 무딘 도구입니다. 사운드를 사용하면 개별적인 추억을 정확히 찾아 낼 수있는보다 구체적이고 세분화 된 접근 방식을 사용할 수 있습니다.

또한 냄새보다 빠르게 소리를 재생하고 처리 할 수 ​​있습니다. 악취는 모든 기억 (실험 학습 세션 중에 배웠음)에 똑같이 작용하는 무딘 도구입니다. 사운드를 사용하면 개별적인 추억을 정확히 찾아 낼 수있는보다 구체적이고 세분화 된 접근 방식을 사용할 수 있습니다.

TMR이 실험실에서 빠져 나갈 수 있다면 다른 실질적인 고려 사항이 많이 남아 있습니다. 가정에서 사용하기 위해 과학자들은 사람의 수면 단계를 파악한 다음 적시에 신호를 전달하는 장치를 개발해야합니다. 사람들은 매사추세츠 애 머스트 대학 (University of Massachusetts Amherst)의 공동 저자 인 레베카 스펜서 (Rebecca Spencer)에 따르면 소리에 익숙해 져있다.

스미스는 TMR이 공부 나 스포츠에 사용된다고 생각하고있다. "이 아이디어는 꽤 가능하다고 생각되지만, 이런 일을 할 수있는 아주 간단한 장치 나 앱을 기다리고있다"고 말한다.

Rasch와 그의 동료들은 사람의 수면을 기록한 다음 적절한 시간과 적절한 볼륨으로 단어를 자동으로 표시하는 장치를 개발하는 중입니다. 그는 1 ~ 2 년 만에 원칙의 증거를 얻을 것으로 기대하고 있으며, 그 시점에서 가제트 디자인을 돕는 공동 작업자를 찾을 수 있습니다.

"아마도 수면 검사실보다 전극이나 일종의 뇌 기록 장치가 필요할 것입니다."라고 그는 말합니다.

기억으로 말하는 것의 어두운면

기억을 망치는 것은 위험한 사업이며, 아무리 잘 의도 된 것이라도 모든 기술은 사악한 수단으로 사용될 수 있습니다. TMR이 실험실에서 출현 할 때가되면 잠재적으로 불길한 사용을 인식해야합니다.

가장 큰 관심사 중 하나는 TMR이 사람들의 사고 방식에 영향을 미칠 수 있다는 사실에서 비롯됩니다. 그리고 Rasch의 해석 바이어스 (어떻게 우리가 누군가를 우리를 향해 움직이는지를 인식하는 방법)에 대한 연구는 시작일뿐입니다.

"TMR을 통해 사람들이 자신의 편견을 줄이는 데 도움이 될 수 있지만, 마찬가지로 쉽게 생각할 수 있습니다 … 사람들에게 이러한 아이디어가 더 낫다는 것을 확신 시키거나 사람들이 더 나아질 수있게하십시오"

Antony는이 작업에서 외삽하는 것에 대해 신중합니다. "유망하지만, 인종 차별을 치료할 것이라는 직접적인 연관성은 없다"고 그는 말했다.

"당신은 편견을 줄이는데 도움이되는 좋은 TMR을 사용할 수 있습니다. 그러나 마찬가지로 사람들에게이 아이디어가 더 낫다는 것을 확신 시키거나 사람들이 더 나아질 수 있도록 노력할 수도 있습니다."라고 약속을 검토 한 논문을 공동 저술 한 Pereira는 말합니다. TMR 연구의 함정.

연구진에 따르면 TMR- 세뇌는 거의 불가능하다. 그러나 다른 우려 사항이 있습니다. 호텔 객실에 있다고 상상해보십시오. 잠잘 때 누군가가 특히 버터 같은 크루아상의 향내에 빠지게됩니다. 다음날 아침에 아침 식사 바에 가면 팔기 쉬운 과자가 나옵니다. 어떤 제품이나 심지어 크라상 대신에 아이디어를 서브 당신은 아이디어를 얻을.

"주된 문제는 잠을 잘 때 놀고있는 것에 대해 알지 못한다면 …"라 쉬는 말합니다.

TMR의 가장 일반적인 화신이 학습을 향상시키는 도구 일 경우 Antony 당 악성 응용 프로그램의 위험이 낮을 가능성이 큽니다. 더 중요한 관심사는 사람들이 상대적인 비용과 이점을 확실히 알도록하고 있다고 그는 말합니다.

"우리는 여전히 어떻게 작동하는지 정확히 이해하지 못합니다."라고 Pereira는 말합니다. "당신은 무슨 일이 일어날 지 모릅니다. 그래서 집에서 직접 시도해 보지 말아야합니다."

TMR 실험의 몇 가지 부정적인 결과가 나타났습니다. 예를 들어, 루이스의 멜로디 실험에서, TMR을받은 사람들은 두 번째, 큐가없는 시퀀스를 수행하거나 해독 할 때 다른 사람보다 나빴습니다. 이것은 기억 리플레이가 뇌 내의 제한된 자원 일 수 있음을 나타냅니다.

"이것이인지를 향상시키는 안전하고 효과적인 기술이라는 것을 증명하면 누가 어떻게 접근 할 수 있고 그 이유는 무엇인지 결정할 수 있습니까?"

많은 실험에서 재 활성화 및 따라서 하나의 메모리를 밀어 올리는 것이 다른 것을 접합하는 비용으로 발생하는 절충안을 제시합니다. TMR이 제로 합계를 얻는 경우 사용자는 집중하지 않는 추억을 강화하지 못할 수 있습니다. 학생들은 Trig에서 배운 방정식을 희생시키면서 스페인어 어휘력을 풍부하게 할 수 있습니다.

또 다른 우려는 TMR 사용자가 실수로 잘못된 기억을 만들 수 있다는 것입니다. 이것은 우리가 장기 기억 장치로 회상을 전송할 때 이미 발생합니다. 재 활성화는 경험의 요점을 보전하거나 일반화하지만 단일 세부 사항은 어지럽 힙니다. TMR이이 프로세스를 촉진 할 수 있습니다.

인지 기능을 향상시킬 수있는 다른 잠재적 도구와 마찬가지로 과학자들은 신중해야 할 이유가 있습니다. "우리는 의식적인 통제가 제한되어있는 상태에서 뇌로 무엇인가를합니다."라 쉬는 말합니다. "우리는 그 고려해야한다.

Rasch는 TMR에 장기간 건강상의 영향이 있는지 확실하지 않기 때문에 대규모로 또는 PTSD와 같은 상태의 사람들에게 아직 권장하지 않을 것이라고 말합니다. 그러나 어휘 학습과 같은 단순하고 개인적인 용도로 그는 위험은별로 없다고 말했습니다.

개시 시점에 TMR은 비용이 많이 들고 돈벌이가있는 사람들에게 더 많은 이점을 줄 수 있습니다.

"이것이인지를 향상시키는 안전하고 효과적인 기술이라는 것을 증명하면"페레이라가 말합니다. "그러면 누가 어떻게 액세스 할 수 있고 그 이유는 무엇인지 결정할 수 있습니까?"

기억의 미래

접근과 의도에 대한 의문이 제기되기 전에 과학자들이 추억을 추출, 향상 또는 변경하기 위해 잠재 의식을 탐구하기 전에 수년간의 연구가 완료되어야합니다. 그리고 연구원들마다, 미래의 TMR 선물은 비록 약간의 전율 이상이 되어도 궁극적으로 희망적입니다.

이 시나리오를 상상해보십시오. 지금부터 20 년 후에 당신이있는 끔찍한 사건이 일어납니다. 어쩌면 어느 날 밤 또는 여행하는 동안 집에가는 중에 일어난 것일 수 있습니다. 어떤 경우 이건, 그것은 당신을 깊이 동요 시켰고, 당신은 두려운 기억에 사로 잡혔습니다. 당신은 표준 대화 치료에 참여할 수 있지만,보다 전문화 된 의사와 약속을 정할 수도 있습니다.

귀하의 세션에서 의사는 빠른 음색을 연주하거나 향기를 퍼뜨릴 것입니다. 그 소리 또는 냄새는 당신이 꿈꿔 왔을 때 평소 밤에 그의 사무실에서 잠을 자면서 기억을 촉발시키고 다시 배선 할 때 다시 나타난다. 깨어나서 사악한 기억으로부터 자유 로워지며 마치 레이저로 찍을 필요가있는 두더지 이상이었습니다. 아침에는 몇 가지 서류에 서명하여 의사의 손을 흔들어줍니다.

두뇌에 상처를 남길 수있는 것은 제거되었습니다. 그것은 기억의 기억조차도 아니며 단순히 사라져 버렸습니다. 앞으로 나아갈 수 있으며, 방해받지 않고 미래로 나아갈 수 있습니다.