Votre cerveau apprend vraiment automatiquement pendant que vous dormez ! La première preuve expérimentale humaine : relecture accélérée de 1 à 4 fois

J'ai lu quelques pages ou quelques mots avant de me coucher, et quand je me suis réveillé, j'ai trouvé que j'étais profondément impressionné.

Avez-vous déjà vécu une expérience similaire ?

Les scientifiques ont toujours voulu étudier ce phénomène, mais ils ont été limités par les conditions techniques auparavant, et il est difficile de collecter de faibles signaux d'activité neuronale dans le cerveau humain la nuit.

Avec le développement récent de la technologie de transmission sans fil de données d’interface cerveau-ordinateur, l’opportunité est enfin arrivée.

Dans des expériences impliquant des volontaires, des chercheurs ont obtenu pour la première fois des preuves directes que le cortex moteur du cerveau humain « rejoue » les activités diurnes pendant le sommeil.

Daniel Rubin de la Harvard Medical School, le premier auteur de l'article, a déclaré :

Nos découvertes sont incroyables. Il (le volontaire) a pratiqué automatiquement toute la nuit pendant son sommeil.

Des articles pertinents ont été publiés dans The Journal of Neuroscience, une revue bien connue dans le domaine des neurosciences.

Le cerveau accélère l'apprentissage pendant que vous dormez

Ce volontaire, nom de code T11, est malheureusement devenu tétraplégique à cause d'une lésion de la moelle épinière.

On lui a implanté les électrodes invasives d'interface cerveau-ordinateur de l'équipe du projet BrainGate, qui sont le même ensemble d'équipement utilisé par l'homme T5 qui a participé à la recherche sur le typage mental l'année dernière.

Dans cette expérience, T11 doit jouer à un jeu vidéo simple pendant la journée :

Observez d'abord l'ordre dans lequel les zones colorées s'allument, puis contrôlez le curseur pour qu'il se déplace dans cet ordre en fonction de sa mémoire.

Il s'agit d'une tâche classique dans la recherche sur les interfaces cerveau-ordinateur. Le modèle d'activité neuronale est relativement facile à capturer et à identifier, et est apparu à plusieurs reprises dans des recherches connexes.

Pendant dix jours consécutifs, T11 doit s'entraîner de 13h45 à 16h00 l'après-midi et dormir de 23h00 à 9h00 le lendemain matin.

Pendant l'entraînement, l'interface cerveau-ordinateur peut décoder et enregistrer l'activité neuronale du cortex moteur de son cerveau en temps réel.

T11 n'a pas été informé du contenu précis de cette expérience. Il pensait juste qu'il ferait un entraînement de récupération comme d'habitude et s'endormirait comme d'habitude la nuit.

Mais durant ces dix jours, les chercheurs ont comparé les données enregistrées par l'interface cerveau-ordinateur pendant son sommeil avec les données enregistrées pendant la journée.

Après avoir traité les données à l'aide de méthodes telles que le filtrage de Kalman, il a été constaté que les neurones rejouent la nuit le contenu de l'entraînement pendant la journée à des intervalles de fréquence plus élevés que prévu.

Le schéma d'activation des neurones T11 pendant le sommeil est très cohérent avec celui de l'entraînement de jour, et est même complètement cohérent à plusieurs reprises.

△Données et démonstration visuelle à partir de 0h50 du matin

Ce phénomène est scientifiquement appelé replay hors ligne et a déjà été vérifié chez des souris et des humains alors qu'ils se reposent pendant la journée.

C'est la première fois qu'une relecture pendant le sommeil humain est observée.

Et les données montrent que la vitesse de relecture la nuit est 1 à 4 fois plus rapide que pendant la journée.

C'est-à-dire que lorsque vous dormez, votre cerveau apprend non seulement automatiquement ce que vous avez appris pendant la journée, mais accélère également l'apprentissage.

Et vous-même ignorez complètement tout cela.

Plus la tâche est difficile, plus le cerveau est actif.

Une série d'études antérieures ont également vérifié que l'activité neuronale de l'hippocampe et du néocortex pendant le sommeil chez la souris peut être utilisée pour pratiquer la course en labyrinthe.

et phénomènes de relecture hors ligne similaires lorsque les humains se reposent pendant la journée, etc.

En combinant ces découvertes avec des résultats expérimentaux, les chercheurs suggèrent que l'apprentissage par relecture pourrait être un mécanisme de rétention dans plusieurs zones du cerveau, notamment les systèmes sémantiques, de navigation et de contrôle moteur. Et soutient en outre le rôle du sommeil dans la consolidation de la mémoire.

De plus, cette étude a également vérifié plusieurs découvertes importantes antérieures :

Premièrement, la relecture se produit principalement dans le sens biologique du sommeil lent (sommeil lent), et le plus courant est appelé le stade non paradoxal, ou sommeil profond.

Deuxièmement, l'activité de relecture est fortement corrélée aux ondulations brusques provoquées par l'hippocampe.

Les ondulations aiguës sont des éclats rapides d'activité synchronisée des neurones, qui forment une oscillation à haute fréquence.

△La relation entre la relecture et les ondulations brusques des vagues

Troisièmement, plus la tâche pratiquée pendant la journée est difficile, plus l'activité de relecture pendant le sommeil est forte.

Dans les projets futurs, l'équipe de recherche de BrainGate Alliance prévoit de modifier systématiquement la difficulté des tâches et de mener des recherches plus approfondies.

La BrainGate Alliance a été lancée conjointement par des cliniciens, des neuroscientifiques et des institutions telles que l'Université Brown, la Harvard Medical School et le Massachusetts General Hospital. L'objectif est d'utiliser la technologie d'interface cerveau-ordinateur pour aider les patients qui ont perdu la mobilité des membres en raison de problèmes neurologiques. maladies ou blessures.

Une chose de plus

Puisque le cerveau consolide les souvenirs pendant la phase de sommeil profond, que fait le cerveau pendant la phase de mouvements oculaires rapides (c'est-à-dire la phase où la plupart des rêves se produisent) ?

Un article précédent dans Science expliquait cela.

Pendant la période de mouvements oculaires rapides, les neurones MCH de l'hippocampe qui sont responsables de la sécrétion de l'hormone d'accumulation de mélanine aident le cerveau à oublier activement les informations sans importance.

Étant donné que le rêve se produit principalement pendant la période de mouvements oculaires rapides, les neurones MCH sont actifs à ce moment-là, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles le contenu des rêves sera oublié après le réveil.

Alors, vous êtes-vous déjà réveillé et vous êtes-vous souvenu de tout ce que vous avez lu la veille ?

Adresse papier : https://www.jneurosci.org/content/42/25/5007

Lien de référence :

[1]https://neurosciencenews.com/motor-replay-sleep-20906/

[2]https://www.science.org/doi/10.1126/science.aba0672

[3]https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2019.0655

[4]https://www .science.org/doi/10.1126/science.aax9238

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!