Как во сне улучшить память?

Исследователи HRL Laboratories опубликовали результаты, показывающие, что направленная транскраниальная электростимуляция во время медленного сна может улучшить метапамять определенных эпизодов почти на 20 процентов после лишь однократного просмотра целевого эпизода по сравнению с контрольной группой. Подробнее об их работе читайте в журнале Frontiers in Neuroscience.

Схема эксперимента. Credit: Praveen K. Pilly et al. / Frontiers in Neurosciense 2020.

Метапамять – это функция, которая описывает чувствительность того, насколько точно воспроизводятся воспоминания, например, во время дачи свидетельских показаний. Другими словами, если точность воспоминания пропорциональна уверенности, с которой человек рассказывает о нем, то это свидетельствует о высоком уровне метапамяти.

Уникальные паттерны (режимы) транскраниальной электростимуляции, применяемой во время медленноволновой фазы сна, могут ускорить консолидацию (перезапись) новых воспоминаний в из кратковременной памяти в долговременную. Этот тип стимуляции, получивший название «пространственно-временные амплитудно-модулированные паттерны» или STAMPs, может воздействовать на конкретные воспоминания.

В эксперименте с иммерсивной виртуальной реальностью приняли участие 24 человека. Испытуемые могли свободно просматривать полностью визуализированную трехмерную среду на платформе HTC Vive®. Их виртуальная точка обзора располагалась на балконе напротив жилого дома, расположенного в некоем городе. Задача состояла в том, чтобы активно обследовать жителей здания и прохожих, а позже вспомнить события.

Каждый участник должен был просмотреть 14 различных запоминающихся эпизодов в виртуальной реальности длиной около минуты каждый. События в эпизоде ​​обычно разворачивались вокруг двух главных героев, часто с одним или двумя менее вовлеченными персонажами. Для каждого эпизода составили десять декларативных заявлений, чтобы проверить способность участников вспомнить факты о пережитых событиях. Людям дали указание реагировать на существенные события в каждом эпизоде, ориентируя на эти события прицельную сетку на мониторе, установленном на голове (HMD), и фотографировать с помощью виртуальной камеры, запускаемой ручным контроллером.

Участникам исследования пришлось провести в лаборатории 5 ночей, в течение которых у них записывали полисомнограмму: одна ночь «акклиматизации», две ночи во время эксперимента и еще две – спустя 8 дней после начала исследования. В группе активной стимуляции во время просмотра эпизода в виртуальной реальности участники подвергались воздействию STAMP (2.5 mA) – и такую же стимуляцию проводили у них в последующие две ночи во время появления на ЭЭГ медленноволновых осцилляций. Каждый эпизод предлагалось вспомнить три раза: сразу после просмотра, после первой ночи и после второй ночи.

Результаты исследования показали, что метапамять под воздействием ТЭС значительно улучшилась  по сравнению с контрольной группой, в которой участники не подвергались такому воздействию. Ранее считалось, что только инвазивное вмешательство в масштабе отдельных нейронов в гиппокампе может быть нацелено на работу с индивидуальными натуралистическими воспоминаниями.

«Наши результаты показывают, что эпизодические воспоминания обрабатываются гораздо более широкой сетью мозга. Мы верим, что наше исследование даст развитие неинвазивным интерфейсам мозг-компьютер следующего поколения, которые смогут улучшить обучение и память у здоровых людей для выполнения реальных задач: например, овладения языком или навыками пилотирования. Такой неинвазивный подход может также принести пользу большинству пациентов с дефицитом обучения и памяти при гораздо меньших затратах и ​​риске, чем это требуется для имплантации внутричерепных электродных матриц. Также возможно повысить эффективность экспозиционной поведенческой терапии с помощью иммерсивной виртуальной реальности с использованием STAMP-меток и меток для лечения ПТСР», — комментирует главный исследователь HRL и ведущий автор Правин Пилли (Praveen K. Pilly).

Текст: Диана Галимова

One-Shot Tagging During Wake and Cueing During Sleep With Spatiotemporal Patterns of Transcranial Electrical Stimulation Can Boost Long-Term Metamemory of Individual Episodes in Humans by Praveen K. Pilly, Steven W. Skorheim, Ryan J. Hubbard et al. in Frontiers in Neuroscience. Published January 2020.

https://doi.org/10.3389/fnins.2019.01416