محققان با ترکیب هوش مصنوعی ، داده های EEG و اسکن مغزی MRI ، کشف کردند که چگونه هیپوکامپ هنگام خواب ، اطلاعات حافظه ای را که در طول روز ذخیره کرده است به قشر مغز می فرستد تا امکان تثبیت حافظه را فراهم کند. ما به طور متوسط یک سوم وقت خود می خوابیم. اما مغز در این ساعات طولانی چه کاری انجام می دهد؟
دانشمندان دانشگاه ژنو (UNIGE) ، سوئیس ، با استفاده از رویکرد هوش مصنوعی که قادر به رمزگشایی فعالیت مغز در هنگام خواب است ، توانستند آنچه را که در خواب می بینیم ، درک کنند.
با ترکیب تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI) و الکتروانسفالوگرافی (EEG) ، تیم ژنو شواهد بی سابقه ای ارائه می دهد که نشان می دهد کار مرتب سازی هزاران اطلاعات پردازش شده در طول روز در هنگام خواب عمیق انجام می شود.
در واقع ، در این زمان ، مغز که دیگر محرک های خارجی دریافت نمی کند ، می تواند همه این خاطرات را ارزیابی کند تا فقط مفیدترین آنها را حفظ کند. برای این کار ، یک گفتگوی داخلی بین مناطق مختلف خود برقرار می کند. علاوه بر این ، سیستم پاداش ،مغز را ترغیب می کند که آن را در طولانی مدت حفظ کند.
این نتایج که در مجله Nature Communications کشف شده است ، برای اولین بار دریچه ای به ذهن انسان در خواب باز می شود.
در غیاب ابزاری که توانایی ترجمه فعالیت مغز را دارند ، محتوای افکار خواب ما غیرقابل دسترسی است. با این حال ما می دانیم که خواب نقش اصلی در تثبیت حافظه و مدیریت عاطفی دارد: هنگام خواب ، مغز ما ردیابی حافظه ساخته شده در طول روز را دوباره فعال می کند و به ما کمک می کند تا احساسات خود را تنظیم کنیم.
“به طور خاص ، ما می خواستیم ببینیم که احساسات مثبت تا چه اندازه در این روند نقش دارند.”
در هنگام خواب عمیق ، هیپوکامپ – ساختاری از لوب گیجگاهی که ردیابی موقت حوادث اخیر را در خود ذخیره می کند – اطلاعاتی را که در طول روز ذخیره کرده است به قشر مغز باز می گرداند. گفتگویی برقرار می شود که امکان تثبیت حافظه را با پخش مجدد حوادث روز فراهم می کند و بنابراین پیوند بین سلول های عصبی را تقویت می کند.
ترکیب MRI ، الکتروانسفالوگرافی و هوش مصنوعی
دانشمندان برای انجام آزمایش خود ، اوایل شب داوطلبان را در MRI قرار دادند و از آنها خواستند تا دو بازی ویدیویی انجام دهند – یک بازی شناسایی چهره شبیه به “حدس زدن” و یک پیچ و خم سه بعدی که باید از آن خروجی پیدا شود. این بازی ها به این دلیل انتخاب شده اند که مناطق مغزی بسیار متفاوتی را فعال می کنند و بنابراین در تصاویر MRI تشخیص آنها آسان تر است.
علاوه بر این ، در بازی ها بدون اطلاع داوطلبان تقلب صورت می گرفت تا فقط بتوانند در یکی از این دو بازی برنده شود (نیمی از داوطلبان در یک مسابقه برنده شدند و نیمی دیگر در مسابقه دوم برنده شدند) ، بنابراین مغز بازی برنده شده را با احساس مثبت شرکت کننده ها ثبت می کرد.
داوطلبان پس از آن یک یا دو ساعت در MRI خوابیدند – طول چرخه خواب – و فعالیت مغزی آنها دوباره ثبت شد.
“ما EEG ، که حالت خواب را اندازه گیری می کند ، و MRI عملکردی را که هر دو ثانیه از فعالیت مغز عکس می گیرد ، ترکیب کردیم و سپس از” رمزگشای عصبی “استفاده کردیم تا مشخص شود آیا فعالیت مغز مشاهده شده در طول بازی به طور خود به خود در هنگام خواب ظاهر می شود یا نه” ، سوفی شوارتز توضیح می دهد.
حتی هنگام خواب ، مغز پاداش را دوست دارد!
دانشمندان با مقایسه اسکن MRI از مراحل بیداری و خواب ، مشاهده کردند که در طول خواب عمیق ، الگوی فعال سازی مغز بسیار شبیه به موارد ثبت شده در مرحله بازی است.
و بسیار واضح است که مغز دوباره همان بازی را برد و نه آن بازی را که با فعال سازی مجدد مناطق استفاده شده در هنگام
بیداری از دست داد. به محض خوابیدن ، فعالیت مغز تغییر می کند. به تدریج ، داوطلبان ما دوباره درباره هر دو بازی “فکر می کنند”
و تقریباً به طور انحصاری در مورد بازی ای که هنگام خواب عمیق برنده شدند ، فکر می کنند.
دو روز بعد ، داوطلبان یک آزمایش حافظه انجام دادند: از یک طرف همه چهره های بازی را شناسایی کردند و از طرف دیگر نقطه شروع پیچ و خم را پیدا کردند. در اینجا دوباره ، بیشتر مناطق مغزی مربوط به بازی در هنگام خواب فعال می شوند ، عملکرد حافظه بهتر است.
بنابراین ، حافظه مرتبط با پاداش زمانی بالاتر می رود که خود به خود و در هنگام خواب دوباره فعال شود. با این کار ، تیم ژنو چشم انداز جدیدی را در بررسی مغز خوابیده و کار خارق العاده ای که هر شب انجام می دهد ، باز می کند.
خواب قسمت مهمی از برنامه روزانه شماست – تقریباً یک سوم وقت خود را صرف انجام آن می کنید. خواب با کیفیت – و داشتن مقدار کافی از آن در زمان های مناسب – به اندازه غذا و آب برای بقا ضروری است. بدون خواب نمی توانید مسیرهایی را در مغز خود ایجاد و حفظ کنید که به شما امکان یادگیری و ایجاد خاطرات جدید را بدهد و تمرکز و پاسخ سریع آن دشوارتر است.
خواب برای تعدادی از عملکردهای مغز از جمله نحوه ارتباط سلول های عصبی (سلول های عصبی) با یکدیگر مهم است. در واقع ، مغز و بدن شما در حین خوابیدن بطور چشمگیری فعال می مانند. یافته های اخیر نشان می دهد که خواب نقش خانه داری را دارد که سموم مغز شما را که در زمان بیداری جمع می شوند ، از بین می برد.
همه به خواب احتیاج دارند ، اما هدف بیولوژیکی آن همچنان یک راز است. خواب تقریباً بر روی هر نوع بافت و سیستم بدن تأثیر می گذارد – از مغز ، قلب و ریه ها گرفته تا متابولیسم ، عملکرد ایمنی ، خلق و خو و مقاومت در برابر بیماری ها. تحقیقات نشان می دهد که کمبود خواب مزمن بی کیفیت ، خطر ابتلا به اختلالات از جمله فشار خون بالا ، بیماری های قلبی عروقی ، دیابت ، افسردگی و چاقی را افزایش می دهد.
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!