חוקרים מאוניברסיטת קורנל מצאו שהתלמיד הוא המפתח להבנה כיצד, ומתי, המוח יוצר זיכרונות חזקים וארוכי טווח.
על ידי חקר עכברים המצוידים באלקטרודות מוחיות ומצלמות זעירות למעקב אחר עיניים, החוקרים קבעו שזיכרונות חדשים משוחזרים ומתגבשים כאשר האישון מכווץ במהלך תת-שלב של שינה שאינה-REM. כאשר האישון מורחב, התהליך חוזר על עצמו עבור זיכרונות ישנים יותר. היכולת של המוח להפריד בין שני תתי שלבי השינה הללו עם מבנה מיקרו שלא היה ידוע קודם לכן היא המונעת "שכחה קטסטרופלית" שבה איחוד של זיכרון אחד מחסל זיכרון אחר.
הממצאים עשויים להוביל לטכניקות שיפור זיכרון טובות יותר עבור בני אדם ועשויים לעזור למדעני מחשב לאמן רשתות עצביות מלאכותיות להיות יעילות יותר. המחקר, תחת אמברגו עד השעה 11:00 ET ב-1 בינואר טֶבַעהובל על ידי עוזרי פרופסורים אזהרה אוליבה ואנטוניו פרננדס-רואיז.
במהלך חודש לימדו קבוצת עכברים מגוון משימות, כמו איסוף מים או פרסים לעוגיות במבוך. אחר כך הצטיידו העכברים באלקטרודות מוח ובמצלמות ריגול זעירות שנתלו מול עיניהם כדי לעקוב אחר דינמיקת האישונים שלהם. יום אחד, העכברים למדו משימה חדשה וכשהם נרדמו, האלקטרודות קלטו את הפעילות העצבית שלהם והמצלמות תיעדו את השינויים באישונים שלהם.
שינה לא-REM היא כאשר מתרחש איחוד הזיכרון בפועל, והרגעים הללו הם פרקי זמן מאוד מאוד קצרים שאינם ניתנים לזיהוי על ידי בני אדם, כמו 100 מילישניות. איך המוח מפיץ את ההקרנות האלה של זיכרון שהם מהירים מאוד וקצרים מאוד לאורך כל הלילה? ואיך זה מפריד בין הידע החדש שנכנס, באופן שהוא לא מפריע לידע ישן שכבר יש לנו בראש?"
אזהרה אוליבה, פרופסור עוזרת, אוניברסיטת קורנל
ההקלטות הראו שהמבנה הזמני של עכברים ישנים מגוון יותר, ודומה יותר לשלבי השינה בבני אדם, ממה שחשבו בעבר. על ידי הפסקת שנתם של העכברים ברגעים שונים ובהמשך בדיקה עד כמה הם זוכרים את המשימות שנלמדו, החוקרים הצליחו לנתח את התהליכים. כאשר עכבר נכנס לתת-שלב של שינה שאינה-REM, האישון שלו מתכווץ, וכאן המשימות שנלמדו לאחרונה – כלומר, הזיכרונות החדשים – מופעלות מחדש ומגבשות בעוד ידע קודם לא. לעומת זאת, זיכרונות ישנים יותר משוחזרים ומשולבים כאשר האישון מורחב.
"זה כמו למידה חדשה, ידע ישן, למידה חדשה, ידע ישן, וזה משתנה לאט לאורך השינה", אמרה אוליבה. "אנחנו מציעים שלמוח יש טווח זמן ביניים זה שמפריד בין הלמידה החדשה לידע הישן."
המחקר נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, קרן סלואן, קרן וויטהול, תוכנית המלגות קלינגשטיין-סיימון ותוכנית המלגות של קלרמן.
