Ny fransk forskning viser at hjernen å fange opp og lære nye ting på spesifikke tidspunkter om natten.

Forsøkspersoner kunne gjenkjenne mønstre i vilkårlig støy (hvit støy som fra et TV-apparat uten kanaler), hvis de hadde hørt mønstrene om natten under såkalt REM-søvn, der hjernen er veldig aktiv.

Dagen etter var det lettere for forsøkspersonene å gjenkjenne og lære mønstrene. De kunne med andre ord huske hva de hadde lært mens de sov.

Målet med forskningen er å avsløre hvordan hjernen lagrer informasjon.

For det er lite trolig at folk kan lære seg mer kompleks informasjon i søvne.

– Hvis man lærer for eksempel nye spanske ord under søvn, vet man ikke at man har lært dem, og da er det vanskelig å hente dem fram når man senere forsøker å snakke språket, forteller Thomas Andrillon fra Laboratoire de Science Cognitives et Psycholinguistique, Frankrike.

Den nye studien er nettopp publisert i tidsskriftet Nature Communications.

Satte hjerneskannere på sovende forsøksdeltakere

I den nye studien overvåket forskerne 20 forsøksdeltakere mens de sov.

Forsøksdeltakerne fikk påmontert hjerneskannere, kalt elektroencephalografi-skannere, for at forskerne skulle kunne måle aktiviteten i hjernene deres.

Hjernen reagerer ulikt på eksterne stimuli, avhengig av om den gjenkjenner eller ikke gjenkjenner dem, og ved å undersøke forskjeller i hjerneaktiviteten kunne forskerne se om deltakerne gjenkjente mønstre i den hvite støyen som forskerne spilte for dem.

Forskerne kunne også se om deltakernes hjerner lagret den informasjonen de fikk om natten.

Det undersøkte de både når deltakerne sov og når de var våkne.

Hjernen husker bare informasjon fra REM-søvn

Resultatet av studien viste at forsøksdeltakerne kunne gjenkjenne mønstre i hvit støy i både våken og sovende tilstand hvis de hadde hørt dem under REM-søvn.

Hjernen hadde altså fanget opp «informasjonen» og lagret den til senere bruk.

Hvis forsøksdeltakerne hadde hørt mønstrene mens de var i dyp søvn, kunne de ikke gjenkjenne dem senere.

Faktisk hadde forsøksdeltakerne da mer problemer med i å lære mønstrene. Det var som om hjernene deres nektet å lagre informasjonen.

Det kunne forskerne se på hjerneskanningene.

– Dette er helt ny kunnskap. Informasjon som hjernen har fått under REM-søvn eller i våken tilstand, blir slettet hvis personer får dem igjen under dyp søvn.

– Det er som om hjernen sletter dem helt fra hukommelsen. Dessuten blir det vanskeligere å lære dem senere, forklarer Thomas Andrillon.

Forklarer hvorfor tidligere studier har tatt feil

Tidligere studier har også undersøkt om personer kan lære noe mens de sover, men det har vært med blandede resultater.

Noen studier har vist at det er mulig, mens andre ikke har kunnet finne dokumentasjon for det.

Den nye studien peker på hva som kan være grunnen.

– Forskjellene skyldes kanskje at det er viktig når informasjonen blir presentert for de sovende forsøksdeltakerne. Hvis det skjer under dyp søvn, får man et veldig annerledes resultat enn under REM, sier Andrillon.

Forskning forener to motstridende teorier

Den nye forskningen forener to motstridende teorier omkring søvnens funksjon for hukommelsen.

• Den ene teorien sier at søvn er med på å forene informasjon som personen har fått i løpet av dagen ved å gjenoppfriske den. Det vil si at det under søvnen blir skapt forbindelser mellom synapser i hjernen, noe som lagrer informasjonen. Det er hukommelse.
• Den andre teorien sier at søvn er viktig for å glemme ting og frigjøre plass i hukommelsen. Hjernen har uendelig kapasitet til å lære nye ting, men bare begrenset kapasitet for å lagre det. Derfor må noe ut. Søvnen fungerer som en filter som sorterer vekk unødvendig informasjon ved å bryte forbindelser mellom synapser.

Thomas Andrillon mener at begge teorier kan være riktige.

– Vi tror at begge deler skjer under søvnen, men ikke samtidig. Hjernen danner forbindelser mellom synapser og styrker hukommelsen under REM, samtidig med at den bryter forbindelser mellom synapser og frigjør plass i hukommelsen under dyp søvn. Derfor ser vi disse mønstrene, sier forskeren.

Hjernen kan både være på og av samtidig

Poul Jennum, søvnforsker og professor ved Institut for Klinisk Medicin ved Københavns Universitet, advarer imidlertid om for skråsikkert å tro at bare den ene prosessen eller den andre er i gang under de forskjellige stadiene av søvn.

Ifølge den danske forskeren har en rekke studier antydet at hjernen kan befinne seg i ulike tilstander samtidig, slik at hjernen samtidig lagrer nyttige opplysninger i noen deler av hjernen, mens den kaster vekk likegyldige i andre.

– Det er en pågående diskusjon som også diskuteres av forfatterne i den nye studien. Hvorfor skulle hjernen stenge helt ned i mange timer hver natt bare for å sortere i informasjon?

– Bearbeiding av data og etablering av hukommelse er en dynamisk prosess som kan foregå på flere nivåer samtidig. Det vil gi mening hvis hjernen på den måten har slike dynamiske muligheter, sier Jennum, som ikke har noe med den nye studien å gjøre, men mener at prosessen vil være interessant å undersøke framover.

Kan gi bedre forståelse av demens

Jennum roser den nye studien, som han beskriver som komplisert og veldig spennende.

– Det gir en bedre forståelse av hvordan bearbeidingen av hukommelsen foregår, nemlig at hukommelse ikke bare dreier seg om å lagre informasjon, men også om å kaste ut noe, sier han.

Ifølge den danske forskeren peker studien på en måte hjernen kan bruke til å rydde i den informasjonen som ulike inntrykk bombarderer den med.

Mange ting blir helt automatisk fjernet fra hukommelsen, for eksempel alle inntrykkene fra sykkelturen til jobben, mens andre blir fjernet fordi det er dårlige minner. Studien er med på å vise hvordan det skjer.

– Vi kan ikke huske på alt, og denne studien gir en bedre innsikt i hvordan hjernen sorterer i informasjonen. Samtidig kan det si noe om hva som skjer når ting går galt under blant annet sykdomsprosesser. Dermed kan studien også være med på å gi en bedre forståelse av for eksempel demens, sier Jennum.

Referanse:

T. Andrillon mfl: «Formation and suppression of acoustic memories during human sleep», Nature Communications (2017), doi: 10.1038/s41467-017-00071-z

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.