Slik så eksperimentet til forskerne ut. Bildet illustrerer hvordan hjernen til forsøkspersonene spilte videre i sove- eller hviletilstand.
Slik så eksperimentet til forskerne ut. Bildet illustrerer hvordan hjernen til forsøkspersonene spilte videre i sove- eller hviletilstand.

Hjernen vår spiller av hendelser på nytt når vi sover

Forskere har brukt personer med ryggmargsskade for å avdekke hvordan hjernen oppfører seg i søvne.

Publisert

Mens vi sover, jobber hjernen vår med å organisere inntrykk vi har fått i løpet av dagen.

Den kvitter seg med mye, og prosessen blir sammenlignet med en vaskemaskin som fjerner avfallsstoffer i hjernen når vi sovner.

Nå viser ny forskning hvordan vi også spiller av ting på nytt. Eller, hjernen vår gjør det. Mens vi går offline.

Bekrefter teori om søvn og hukommelse

Søvn er viktig for å glemme og tenke raskt. Hensikten er å rydde plass til alt det nye vi skal lære og huske neste dag.

Interessekonflikt:

Studien i Cell Reports er gjennomført av forskere som kan ha økonomiske interesser. Tidsskriftet oppgir selv at forskerne er ansatt i bedriften NeuroPace Inc., som har delfinansiert studien. Forskerne har også aksjer i selskapet. De mener likevel at dette ikke har påvirket resultatene.

En etablert teori er at søvn hjelper på hukommelsen: Hjernen bruker søvn til å lagre informasjonen den nylig har mottatt.

Litt forenklet går teorien ut på at søvn sørger for at minnene våre blir flyttet fra korttidslagring til langtidslagring i hjernen.

Det er hovedsakelig to hjerneområder som er involvert når vi lagrer minner: Det er hippocampus og noeocortex. Hippocampusen er ansvarlig for læring og minne. Den er superplastisk og kan forandre seg raskt. Neocortexen på den andre siden er mye mer fast, og er derfor et bra sted å lagre minner.

Kort fortalt, for at hjernen skal holde på minnene våre, må den uforutsigbare hippocampusen levere nye minner til den litt mer forutsigbare neocortexen.

I hjerneforskningens verden kalles dette minnekonsolidering, og det er i denne prosessen at avspillingen skjer.

Spilte hukommelsesspill før de sovnet

Forskerne inviterte to personer til å være med i forsøket. Begge hadde en ryggmargsskade som gjorde at de var lamme fra halsen og ned.

Studien er en del at av et større prosjekt der forskere utvikler teknologi som skal hjelpe lamme pasienter med å styre PC-er, nettbrett og armproteser med tankene. Denne teknologien kalles brain-computer interfaces (BCI).

Forsøkspersonene hadde derfor allerede fått en rekke mikroelektroder implantert i hjernen for å styre de ulike apparatene. På denne måten kunne forskerne lett følge med på aktiviteten i de ulike hjerneområdene.

Begge deltakerne ble bedt om å spille et hukommelsesspill, som i all hovedsak består av fire fargelagte knapper. De lyser i ulik rekkefølge, og målet for deltakerne er å huske rekkefølgen.

Men istedenfor å trykke på knappene med fingrene, var deltakerne i stand til å gjøre det med en tankedrevet museknapp, takket være implantatene.

Forskerne gransket deretter de to deltakernes hjerneaktivitet mens de spilte hukommelsesspillet.

Etter flere runder, ble deltakerne bedt om å ta seg en lur eller hvile en stund. Dette ble gjentatt flere ganger og forskerne fulgte med på aktiviteten i hjernen gjennom hele eksperimentet.

Deltakerne ble bedt om å spille hukommelsesspillet Jason som var populært på 80-tallet. (Video: Eichenlaub and Jarosiewicz et al./Cell Reports)

Fortsetter spillet offline

Analysene viste at mønsteret i hjerneaktiviteten matchet: På en måte fortsatte deltakerne å spille ubevisst, eller offline.

Forskerne mener dette er det første synlige beviset på såkalt læringsbasert avspilling i menneskehjernen.

– Studien bekrefter hvor viktig søvn er for motorisk læring i mennesker, og den viser for første gang hvordan avspillingen skjer helt ned på det individuelle nervecelle-nivået, sier Charlotte Boccara, forsker i nevrobiologi ved Universitetet i Oslo.

Hun har lest den nye studien og mener den er veldig interessant, men ikke overraskende.

– Det har vært gjennomført lignende studier om viser det samme, men da først og fremst på dyr, sier hun til forskning.no.

Forskere har også avdekket lignende avspillinger ved hjelp av MR-undersøkelser, men ikke så detaljert som med mikroelektrodene.

Charlotte Boccara er forsker ved Universitetet i Oslo.
Charlotte Boccara er forsker ved Universitetet i Oslo.

– Det fortsatt mye vi ikke vet om mekanismene bak læring og lagring av minne i søvn, påpeker Boccara.

Hun er for tiden leder av en forskergruppe som spesialiserer seg på søvnens rolle i utviklingen av hjernen.

Metoden er mest interessant

Boccara synes metoden til forskerne er mer spennende enn selve resultatene.

– Faktisk, det mest interessante for meg er ikke resultatene, men hvordan de har brukt brain-computer interface-teknologien på pasientene med beinmargsskader, sier hun.

Hun påpeker at to forsøkspersoner er for lite til å trekke noen bastante konklusjoner, og at andre forskere bør gjøre forsøket flere ganger for å være sikre.

Referanse:

Jean-Baptiste Eichenlaub m.fl: Replay of Learned Neural Firing Sequences during Rest in Human Motor Cortex. Cell Reports. Mai 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107581