Ανέφικτη η υπνοπαιδεία, εφικτή η παρέμβαση στη μνήμη στη διάρκεια του ύπνου

Η λογοτεχνία, αλλά και η επιστημονικοφανής παραφιλολογία, εδώ και έναν αιώνα παίζει με την ιδέα της υπνοπαιδείας, δηλαδή της απόκτησης γνώσεων κατά τη διάρκεια του ύπνου, συνήθως μέσω της παθητικής ακρόασης του σχετικού υλικού. Δυστυχώς, δεν μπορεί να μάθει κανείς ούτε ξένες γλώσσες, ούτε την ύλη για το μάθημα που δίνει την επόμενη μέρα πατώντας απλώς το κουμπί στο μαγνητόφωνο πριν πέσει να κοιμηθεί. Η επιστημονική έρευνα παρέχει όμως κάποιες ενδείξεις για συσχέτιση του ύπνου με την ικανότητα μάθησης και δεν αναφερόμαστε στο γνωστό γεγονός ότι όποιος κοιμάται καλά μπορεί κατά τη διάρκεια της μέρας να αφομοιώνει καλύτερα τη γνώση. Λόγος γίνεται για τη δυνατότητα να ενισχυθεί κατά τον ύπνο η μακράς διάρκειας απομνημόνευση γνώσεων που αποκτήθηκαν όταν το άτομο βρισκόταν σε εγρήγορση κατά τη διάρκεια της μέρας. Πάντως, οι ερευνητές γνωρίζουν τους κινδύνους παρερμηνείας των αποτελεσμάτων των πειραμάτων που πραγματοποιούν και γι' αυτό προχωρούν με μεγάλη επιφυλακτικότητα στην εξαγωγή συμπερασμάτων.

Επανάληψη

Ενα κρίσιμο μέρος της διαδικασίας απομνημόνευσης συμβαίνει κατά τη διάρκεια του ύπνου. Οι πρόσφατα σχηματισμένες μνήμες επανέρχονται τη νύχτα και αυτή η αναπαραγωγή βοηθάει στην ενίσχυσή τους, επιτρέποντας σε κάποιες απ' αυτές να εγγραφούν στη μνήμη για πάντα. Ορισμένες μελέτες νευροεπιστημόνων διερεύνησαν πώς μπορούν να γίνουν παρεμβάσεις κατά τη διάρκεια του ύπνου, ώστε να ενισχυθεί η διαδικασία απομνημόνευσης. Απέδειξαν ότι το πρόγραμμα ενίσχυσης των μνημών κατά τον ύπνο μπορεί να ενισχυθεί με τη βοήθεια ήχων και οσμών. Ερευνες με ποντίκια έδειξαν τη δυνατότητα ακόμη και για μια μορφή εμφύτευσης στοιχειωδών πληροφοριών, αφού με τη χρήση ηλεκτρικών ερεθισμάτων κατά τη διάρκεια του ύπνου σε ειδικούς νευρώνες θέσης, συνδυασμένων με ταυτόχρονους ερεθισμούς στο νευρικό κύκλωμα επιβράβευσης, τα ζώα όταν ξύπνησαν πήγαν αμέσως στις τοποθεσίες που αντιστοιχούσαν στους νευρώνες θέσης που είχαν ερεθιστεί τη νύχτα.

Μετά από αρκετά χρόνια αποτυχημένων προσπαθειών συσχέτισης της φάσης του ύπνου ταχείας κίνησης των ματιών (REM) με την απομνημόνευση, αρκετοί ερευνητές στράφηκαν προς τα κύματα χαμηλής συχνότητας (μισός κύκλος έως 4 κύκλοι το δευτερόλεπτο) και διαπίστωσαν συγχρονισμούς και συσχετίσεις που αποτυπώνονται στο διάγραμμα που δημοσιεύουμε. Η περίπλοκη διασύνδεση αυτών των ταλαντώσεων των εγκεφαλικών κυμάτων δεν σχετίζεται μόνο με την επαναφορά των αναμνήσεων, αλλά και με την τροποποίηση των νευρωνικών συνδέσεων, έτσι που να ενισχύεται το μνημονικό αποτέλεσμα. Ο διάλογος ανάμεσα στον ιππόκαμπο και τον εγκεφαλικό φλοιό που περιλαμβάνει όλους αυτούς τους ρυθμούς πυροδοτεί ένα σύνολο από σύνθετες νευρωνικές αλληλεπιδράσεις. Μέσα από αυτήν τη διαδικασία, γνωστή ως παγίωση, οι νέες πληροφορίες ολοκληρώνονται σε ένα σύνολο μαζί με τις υπάρχουσες μνήμες. Η αλληλοδιαπλοκή των μνημών επιτρέπει και την αξιολόγηση, τη δημιουργία «καταλόγου περιεχομένων» των πρόσφατων εμπειριών, ώστε να μπορέσει ο εγκέφαλος να βγάλει νόημα από τον σύνθετο κόσμο που βιώνει.

Νευρωνικός διάλογος

Οταν αυτός ο νευρωνικός διάλογος διαταραχθεί δημιουργούνται προβλήματα στην απομνημόνευση. Ατομα με εγκεφαλική βλάβη στον ιππόκαμπο ή τμήματα του θαλάμου, μπορεί να αναπτύξουν μεγάλου εύρους αμνησία. Χωρίς τις αλληλεπιδράσεις αυτών των περιοχών του εγκεφάλου, τόσο κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης, όσο και κατά τη διάρκεια του ύπνου, ο φλοιός δεν μπορεί να αποθηκεύσει νοητικές εγγραφές γεγονότων. Μια ηπιότερη μορφή διαταραχής της μνήμης εμφανίζεται όταν η διαδικασία επεξεργασίας των αναμνήσεων κατά τη διάρκεια του ύπνου διαταραχθεί σοβαρά.
Με μια διαδικασία που οι ερευνητές ονομάζουν επενεργοποίηση στοχευμένης μνήμης (TMR) έκαναν δοκιμή παρέμβασης στην απομνημόνευση ανθρώπων κατά τη διάρκεια του ύπνου. Αρχικά έμαθαν στους συμμετέχοντες την κατάλληλη θέση 50 αντικειμένων σε ένα χώρο, βάζοντας τις εικόνες τους στο κατάλληλο σημείο της εικόνας στην οθόνη ενός υπολογιστή, ενώ ταυτόχρονα άκουγαν ένα συναφή ήχο, π.χ. ένα νιαούρισμα για μια γάτα, ή ένα σφύριγμα για το τσαγερό. Μετά τους έβαλαν να κοιμηθούν, παρακολουθώντας τους με μηχανήματα ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος. Οταν εμφανίστηκαν στο μηχάνημα τα εγκεφαλικά κύματα χαμηλής συχνότητας, έβαλαν να παίζει απαλά, έτσι που να μην ξυπνήσουν, είτε το νιαούρισμα, είτε το σφύριγμα. Οταν οι συμμετέχοντες στο πείραμα ξύπνησαν, ο καθένας θυμόταν καλύτερα τις τοποθεσίες του αντικειμένου που σχετιζόταν με το ηχητικό παρακολούθημα που είχε ακούσει κατά τη διάρκεια του ύπνου του.
Οι ερευνητές που εφαρμόζουν τη μέθοδο TMR θεωρούν ότι ίσως μπορεί να βοηθήσει και για τη θεραπεία διάφορων διαταραχών, για τη μείωση του εθισμού και για την επιτάχυνση της ανάκαμψης μετά από ασθένειες, π.χ. για την ανάκτηση ικανοτήτων κίνησης των βραχιόνων μετά από εγκεφαλικά που έπληξαν τη συγκεκριμένη ικανότητα. Οι επιστήμονες που ερευνούν τη σχέση ύπνου - μνήμης θεωρούν ότι πρέπει να διερευνηθούν περισσότερο το ζήτημα της ενίσχυσης της απομνημόνευσης κατά τη διάρκεια του ύπνου καθώς και οι νευρικοί μηχανισμοί που σχετίζονται με τη διατήρηση των πιο σημαντικών γνώσεων και αναμνήσεων. Παράλληλα, να διερευνηθούν οι κίνδυνοι από τον ανεπαρκή ή μη ποιοτικό ύπνο, είτε αυτό οφείλεται στο άγχος, είτε σε συγκεκριμένες ασθένειες, είτε στα γηρατειά. Ηδη σε ασθενείς με τη δυσλειτουργία στη μνήμη που συνήθως προηγείται της νόσου Αλτσχάιμερ διαπιστώθηκε συσχέτιση των προβλημάτων στον ύπνο με τη δυσκολία να θυμηθούν πληροφορίες της προηγούμενης μέρας. Η εμβάθυνση της γνώσης για τη σχέση ύπνου - μνήμης ίσως οδηγήσει σε προγράμματα ενίσχυσης της απομνημόνευσης έξω από τα εργαστηριακά πλαίσια.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: «Scientific American», www.nasa.gov