Als je soms in een droom gebeurtenissen uit het verleden ziet, dan is dit misschien om een reden waar. Het bleek dat de hersenen tijdens de slaap werken om herinneringen te consolideren en te ordenen. In feite weten wetenschappers al lang dat de hersenen slaap nodig hebben om de gebeurtenissen van de dag opnieuw te bezoeken en ze over te dragen naar de langdurige opslag van herinneringen. Daarom wordt studenten vaak geadviseerd om voor het naar bed gaan voor het tentamen te studeren - om de stof goed te onthouden. Het mechanisme waarmee de hersenen herinneringen opslaan, wordt echter slecht begrepen. Onlangs toonden minuscule micro-elektroden die in de hersenen van twee epileptische patiënten werden geplaatst, voor het eerst precies hoe neuronen in de hersenen tijdens de slaap worden geactiveerd om onze korte-termijnherinneringen "opnieuw af te spelen" en ze permanent te bewaren.
Individuele neuronen volgen
De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports, werd uitgevoerd met Braingate, een samenwerkingsinstrument van Brown University, Stanford University en Case Western Reserve University. De afgelopen 10 jaar hebben onderzoekers hersencomputerinterfaces ontwikkeld waarmee mensen met amyotrofische laterale sclerose (ALS) en andere neurologische ziekten, traumatisch hersenletsel of verlies van ledematen hersensignalen kunnen gebruiken om computercursors, robotarmen en andere hulpmiddelen te verplaatsen.
In een nieuwe studie implanteerden chirurgen kleine elektroden in de bovenhersenen van twee verlamde patiënten en vroegen hen na te denken over het bewegen van hun arm in een bepaalde richting. Door het gedrag van neuronen tijdens het denken weer te geven, kan de decoder gedachten in spraak of actie vertalen met behulp van robotprothesen en andere hulpmiddelen.
Een neuron is een elektrisch prikkelbare cel die informatie verwerkt, opslaat en verzendt met behulp van elektrische en chemische signalen.
Zoals de auteurs van het werk schrijven, hebben verschillende neuronen verschillende voorkeursrichtingen. Sommigen verhogen hun snelheid wanneer iemand zijn hand omhoog wil bewegen; anderen wanneer een persoon naar rechts of naar links wil bewegen. Nu, dankzij het verrichte werk, kunnen wetenschappers door het patroon van neuronactivatie bepalen in welke richting iemand zijn hand gaat bewegen.
Tijdens het experiment werden twee patiënten met geïmplanteerde apparaten gevraagd om een dutje te doen. Tijdens de slaap werd hun neurale activiteit geregistreerd als basislijn. Elk van hen speelde toen een gesimuleerd elektronisch Simon-spel uit de jaren 80 waarin spelers werd gevraagd om dezelfde volgorde van lichte bewegingen te herhalen als het spel dat zojuist werd getoond. Natuurlijk bewogen beide proefpersonen hun ledematen niet zoals Simon. Ze gebruikten hun verstand om de acties van het spel te herhalen - op dat moment werd de neurale activiteit geregistreerd. De resultaten toonden aan dat tijdens de slaap overdag de neuronale activiteit identiek was aan die geregistreerd tijdens het daadwerkelijke spel van de twee proefpersonen. Dit betekent dat hun hersenen bleven spelen nadat ze in slaap waren gevallen en dezelfde patronen in hun hersenen reproduceerden.
Promotie video:
Wetenschappers lezen gedachten
Zoals Newsweek schrijft, kan een volledig begrip van hoe herinneringen in de hersenen worden opgeslagen, helpen ontdekken hoe basale hersenfuncties werken. Bovendien is het gebruik van dergelijke technologie om neurale activiteit tijdens de slaap te bestuderen ongekend. De auteurs van het onderzoek hopen dat ze in de toekomst effectievere behandelingen kunnen ontwikkelen voor ziekten die geheugenstoornissen veroorzaken, zoals de ziekte van Alzheimer.
Een gedeeltelijk verlamde man bestuurt een robotledemaat met behulp van het Braingate-apparaat
Ik wil u eraan herinneren dat slaap een essentieel proces is dat onderzoekers al meer dan een eeuw proberen te begrijpen. Dus slechts drie jaar geleden werd het grote publiek zich bewust van circadiane ritmes - ritmes met een periode van ongeveer 24 uur, die alle levende wezens op aarde hebben en die - inclusief - verantwoordelijk zijn voor de tijd van slaap en waakzaamheid. En mijn collega Artem Sutyagin schreef gedetailleerd en fascinerend materiaal over de redenen waarom mensen over het algemeen dromen hebben. Ik raad ten zeerste aan om te lezen.
Ter afsluiting van dit artikel kan ik niet anders dan vermelden dat de studie niet zonder beperkingen is: slechts twee patiënten waren de proefpersonen. Het is echter even belangrijk op te merken dat het Braingate-apparaat over het algemeen uiterst zelden wordt gebruikt - er zijn bijvoorbeeld slechts 12 van dergelijke apparaten in de hele tijd geïmplanteerd. Maar hoe het ook zij, dit doet niets af aan het feit dat we steeds dichter bij het echte gedachtenlezen komen. En zelfs meer. Wanneer denk je dat we zullen leren gedachten te lezen en waar zal het toe leiden?
Lyubov Sokovikova
