Pengaktifan Ulang Memori yang Ditargetkan Akan Membuat Anda Lebih Cerdas saat Tidur

Kisah ini oleh Kate Baggaley awalnya muncul di Van Winkles, publikasi yang ditujukan untuk tidur.

Pada satu titik dalam buku Marcel Proust “In Search of Lost Time,” narator berhenti dengan kebiasaan untuk minum teh dan kue madeleine. Saat dia merasakan "cairan hangat yang dicampur dengan remah-remah," dia menang dengan gembira. Rasa teh dan kue memanggil kenangan masa mudanya, hubungan mendalam dengan ritual pagi yang dibagikannya dengan bibinya.

Seperti yang disadari narator Proust, indera kita adalah kunci kuat untuk mengingat. Ternyata ini benar dalam tidur seperti saat bangun. Meskipun kita tidak dapat benar-benar mempelajari informasi baru ketika kita tertidur, para peneliti bekerja keras pada suatu proses yang mengarahkan indera kita untuk membantu otak tunda memperkuat atau membuang apa yang sudah diambil. Teknik ini, yang disebut Targeted Memory Reactivation (TMR), menggunakan suara dan bau untuk memperkuat proses penguatan memori yang terjadi selama tidur. Dan jika itu terbukti sama efektifnya dengan yang diyakini para ilmuwan, kita mungkin dapat menggunakannya untuk meningkatkan kemampuan kita menyerap pembelajaran baru, melonggarkan cengkeraman ingatan traumatis atau bahkan mengubah cara orang berpikir.

"Aplikasi potensial sangat besar," kata Susanne Diekelmann, seorang peneliti di Universitas Tübingen di Jerman yang telah menyelidiki TMR selama beberapa tahun.

Singkatnya, itu bisa memungkinkan kita untuk mengeksplorasi dan menguasai ikatan antara tidur dan ingatan. "Memori penting untuk identitas dan kualitas hidup, jadi jika TMR dapat membantu daya ingat, memori dapat membantu secara lebih luas," kata James Antony, seorang ilmuwan saraf terkemuka di Universitas Princeton. "Karena dalam banyak hal yang kita lakukan adalah … mencoba mengumpulkan kenangan."

BAGAIMANA TIDUR MEMBERSIHKAN KENANGAN KAMI

Setiap hari kami dibombardir dengan informasi - iklan, percakapan, tweet, bentak, pemandangan, celana panjang. Pada saat kita menyelinap di bawah selimut, kita telah mengumpulkan serangkaian ingatan yang rapuh dan baru dicetak, yang dibangun dari koneksi antar neuron. Banyak dari kenangan ini, seperti apa yang kita makan untuk makan siang setiap hari, memudar seiring waktu. Yang lain diperkuat dan diubah menjadi ingatan jangka panjang. Proses ini, yang disebut konsolidasi memori, tampaknya terjadi terutama selama tidur gelombang lambat. Proses yang mendasarinya disebut replay saraf. Mempelajari fakta atau wajah baru (disebut pengkodean memori) berhubungan dengan pola penembakan saraf yang berbeda. Kemudian, saat tidur, otak kita yang tertidur memutar pola syaraf yang sama dari sebelumnya. Ini adalah permainan belajar-dan-ulang otomatis yang, menurut teori ini, membantu menanamkan ingatan dengan kuat di otak.

“Sepertinya otak Anda sedang berlatih dan melatih ingatan ini, kata Penny Lewis, seorang ilmuwan saraf dan ilmuwan tidur di Universitas Cardiff di Wales yang pekerjaannya berfokus pada konsolidasi tidur dan memori.

Untuk setiap memori, polanya terlihat sedikit berbeda. Tapi jaringan ini tumpang tindih. “Setiap pengetahuan yang Anda miliki terkait dengan hal-hal lain,” tambah Antony. Jadi ketika otak tidur kita memutar ulang ingatan, itu tidak hanya memperkuat mereka - itu menanamkan informasi baru yang Anda ambil ke dalam jaringan pengetahuan yang ada. Ingat, misalnya, perjalanan terakhir Anda ke pantai. Anda mungkin ingat ombak menerjang di sepanjang pantai, pasir di atas jari-jari kaki Anda, emosi yang muncul dari teman-teman Anda. Fragmen-fragmen ini disimpan di berbagai bagian otak. "Kemungkinan bahwa ketika memori diputar ulang dengan cara itu, itu adalah pengalaman multisensor penuh," kata Lewis.

Dengan TMR, kami mungkin dapat membentuk proses ini dengan menggunakan aroma atau suara (awalnya dialami ketika kami bangun dan mempelajari informasi baru) untuk memicu pemutaran ulang. Aroma atau suara yang tepat dapat meningkatkan proses konsolidasi memori, membantu memperkuat - atau bahkan mengubah - kenangan.

SEJARAH TMR

Para ilmuwan pertama kali mendapat firasat bahwa isyarat sensorik dapat memengaruhi memori saat tidur pada 1980-an ketika mereka melihat aktivasi memori yang lebih besar pada tikus yang terkejut dua kali - selama tugas belajar dan kemudian lagi saat tidur.Kemudian, pada tahun 1990, sebuah tim di Kanada memasangkan suara detak jam dengan tugas logika. “Idenya adalah untuk 'mengingatkan' subjek untuk 'bekerja' dalam mengkonsolidasikan memori tugas kecil kami,” meskipun mereka mungkin memiliki ingatan yang lebih penting yang perlu dikonsolidasikan, kenang Carlyle Smith, salah satu peneliti tidur terkemuka di dunia dan direktur Laboratorium Riset Tidur Universitas Trent di Ontario.

Smith ingin mengumpulkan bukti bahwa konsolidasi memori terjadi dalam tidur, yang banyak diragukan para ilmuwan saat itu. Dia tertarik pada sesuatu, tetapi karyanya sebagian besar diabaikan karena mendahului penemuan terobosan tentang replay yang mendasari pemahaman ilmuwan saat ini tentang tidur dan memori.

Pada 2007, Björn Rasch, seorang biopsikolog dan kolega Diekelmann di University of Fribourg di Swiss, menghidupkan kembali TMR dengan menggunakan versi permainan memori Concentration. Sementara orang belajar mengaitkan gambar kartu dengan lokasi tertentu di layar komputer, para ilmuwan memompa aroma mawar. Bau ini, melayang ke latar belakang, menjadi terhubung dalam pikiran orang dengan apa yang mereka pelajari. Mereka yang terkena kembali aroma saat tidur memiliki keunggulan dalam mengingat penempatan kartu.

Penasaran, tim terus menyelidiki teknik, yang mereka temukan bisa membuat ingatan lebih stabil, dan melakukannya lebih cepat, daripada yang seharusnya. Berbagai aroma lain, mereka temukan, bekerja sama baiknya untuk memberikan ingatan. Tetapi mereka belum yakin berapa banyak informasi yang dapat disematkan pada satu bau, atau jika suatu bau mungkin kehilangan daya pemicu ingatannya dari waktu ke waktu.

Ketika suara-suara tertentu disajikan lagi selama tidur gelombang lambat, subjek mengingat lokasi untuk gambar terkait lebih akurat.

Tidak lama sebelum para ilmuwan menemukan bahwa suara juga merupakan pemicu yang efektif. Dalam satu percobaan, subjek diminta untuk menghafal koordinat grid dari suatu gambar, seperti kucing atau ketel, yang telah dipasangkan dengan suara yang relevan, seperti mengeong atau bersiul. Ketika suara-suara tertentu disajikan lagi selama tidur gelombang lambat, subjek mengingat lokasi untuk gambar terkait lebih akurat.

KAPABILITAS TMR

Meskipun TMR sedang dalam masa pertumbuhan, para peneliti telah melihat kemajuan besar dalam apa yang dapat dilakukannya. Dan potensi, saat ini, tampak tanpa batas.

TMR tampaknya meningkatkan keterampilan motorik serta ingatan eksplisit. Antony dan rekan-rekannya membuat percobaan menggunakan permainan yang menyerupai "Guitar Hero." Peserta belajar dua melodi yang berbeda, salah satunya dikutip saat tidur. Selanjutnya, mereka mampu memainkan melodi tidur lebih akurat daripada yang lain.

Dan kita mungkin bisa menggunakan TMR untuk mengubah ingatan juga. Baru-baru ini, Diekelmann dan kohortnya melaporkan bahwa TMR membantu pria mengetahui pola tersembunyi, mengubah intuisi mereka menjadi pemahaman (wanita tidak menerima dorongan yang signifikan, tetapi sebagian besar studi TMR mengungkapkan tidak ada perbedaan antar gender).

Ketika Penny Lewis dari Universitas Cardiff mengutip “melodi yang telah disadap orang sebelumnya, orang menjadi lebih cepat dan lebih baik dalam mengartikulasikan lagu secara tertulis.

Dan ketika Batterink dan kawan-kawan meminta orang-orang untuk menyusun kata-kata yang disusun berdasarkan sistem tata bahasa yang dibuat-buat, TMR tampak membantu mereka memahami aturan sistem. "Ini adalah efek yang sangat kecil," kata Batterink. "Ini tidak seperti mereka dua kali lebih baik."

Tapi tetap saja, itu menginspirasi. Para ilmuwan bahkan sedang menyelidiki apakah TMR dapat memengaruhi bagaimana ingatan emosional dikonsolidasikan. Lewis, misalnya, sedang menggali apakah memicu ingatan yang mengganggu atau tidak selama tidur dapat membuat mereka kurang tertekan.

"Kami punya beberapa data yang sangat bagus yang menyarankan itu bisa," katanya.

Lewis dan rekan-rekannya menghadirkan gambar yang mengganggu (seperti kecelakaan mobil) yang dipasangkan dengan isyarat suara. Setelah tidur, orang-orang tampaknya menemukan gambar-gambar ini kurang mengganggu jika mereka diaktifkan kembali menggunakan TMR. Satu penjelasan untuk fenomena ini mungkin terletak pada neurotransmitter yang disebut noradrenalin, yang sangat berkurang selama tidur REM. Ini membantu mengendalikan respons ketakutan fisiologis tubuh kita, seperti peningkatan detak jantung, keringat, atau pelebaran pupil.

Lewis menggali apakah memicu ingatan yang mengganggu saat tidur dapat membuat mereka kurang tertekan. "Kami punya beberapa data yang sangat bagus yang menyarankan itu bisa," katanya.

"Idenya adalah bahwa jika Anda memutar ulang ingatan ini pada waktu itu, Anda sebenarnya tidak dapat memiliki respons emosional," kata Lewis. "Jadi memutar ulang tanpa respons fisiologis mungkin membantu orang untuk memisahkan memori dari emosi."

Tidak sulit membayangkan TMR sebagai pengobatan untuk gangguan trauma termasuk PTSD. Ini adalah prospek yang menggiurkan, tetapi untuk saat ini, bahkan dalam uji coba awal yang melibatkan orang-orang dengan kenangan buruk, masih terlalu dini untuk menarik kesimpulan apa pun, katanya.

"Kami membutuhkan database yang baik sebelum kami dapat mentransfer ini ke pasien, karena tidak jelas apa yang akan dilakukan," kata Rasch. "Apakah itu benar-benar membantu orang, untuk mengaktifkan kembali memori traumatis ini selama tidur, atau apakah itu memperburuk keadaan?"

Rasch dan rekan-rekannya juga menyelidiki bagaimana TMR dapat memfasilitasi pembelajaran kosakata bahasa asing.

Dan sementara TMR tampaknya paling membantu meningkatkan ingatan yang masih terkonsolidasi, TMR mungkin terbukti membantu dalam membantu pasien Alzheimer mengingat jalan pulang atau mengenali anggota keluarga. Terapis fisik juga dapat memanfaatkan TMR untuk membantu orang memulihkan keterampilan motorik setelah stroke atau cedera.

Ini juga baik dalam bidang kemungkinan bahwa TMR bahkan dapat mempengaruhi cara orang berpikir. Katakan Anda berada di sebuah pesta, dan lihat rekan Anda di seberang ruangan. Kamu melambai; mereka tidak merespons. Anda harus menilai sendiri apakah mereka menghina Anda atau tidak melihat Anda. Kami mengalami situasi ambigu yang sama sepanjang waktu. Beberapa orang, seperti orang-orang dengan kecemasan atau depresi, lebih cenderung untuk melakukan putaran negatif pada mereka.

MASALAH DENGAN TMR

Meskipun ada persenjataan aplikasi untuk TMR, pengaruhnya pada memori halus, dan tidak jelas berapa lama efeknya bertahan. Dan ketegaran lain harus dikerjakan.

Sebagai contoh, bagaimana replay individual muncul di otak manusia?

"Kami bahkan tidak tahu seperti apa sinyal itu," kata Antony. Dia dan rekan-rekannya menggunakan TMR untuk menggambarkan replay memori pada orang dengan mengukur reaktivasi subyek mereka dari gambar yang sebelumnya dilihat dengan electroencephalography (EEG).

"Bau adalah pemicu yang sangat kuat karena terhubung langsung ke wilayah otak ini yang terkait dengan memori, sedangkan suara … harus berhenti di stasiun relay terlebih dahulu."

Suara dan bau keduanya telah berhasil digunakan sebagai isyarat dalam percobaan TMR, dan setiap domain memiliki kelebihannya sendiri. Bau, sebagai permulaan, bukanlah hal yang asing di dunia ilmu tidur. Ada beberapa bukti bahwa herbal seperti lavender dapat membantu kita rileks dan tertidur, dan bahwa aroma dapat memengaruhi konten emosional dari mimpi seseorang.

Memang, sistem penciuman otak terkait erat dengan hippocampus dan ke area yang berhubungan dengan emosi seperti amigdala. Bau juga biasanya tidak membangunkan kami; mereka diproses selama tidur tanpa mengganggu itu.

Hal yang sama tidak berlaku untuk bunyi, yang dialirkan melalui thalamus. "Bau adalah pemicu yang sangat kuat karena terhubung langsung ke wilayah otak ini yang terkait dengan memori, sedangkan suara … harus berhenti di stasiun relay terlebih dahulu," kata Pereira.

Suara kalibrasi yang tepat untuk TMR juga rumit. Suara bising dapat dengan mudah mengganggu tidur. Namun, “jika Anda memainkannya terlalu pelan Anda tidak sepenuhnya yakin bahwa mereka terdaftar,” kata Batterink. "Jadi bisa sedikit keseimbangan antara mendapatkan volume tepat pada setiap individu."

Di sisi lain, suara lebih berhasil dalam menunjukkan kinerja keterampilan motorik daripada bau; area otak yang terlibat dalam pemrosesan pendengaran sangat terhubung ke area motorik, kata Diekelmann.

Dibandingkan dengan bau, suara juga lebih mudah dikendalikan di rumah, artinya para ilmuwan dapat menyulap perpustakaan yang hampir tak terbatas dari mereka. "Jika kita menginginkan 60 aroma berbeda yang benar-benar berbeda satu sama lain, itu akan jauh lebih sulit untuk diatur," kata Lewis.

Bau adalah alat tumpul yang bekerja pada semua ingatan (dipelajari selama sesi belajar eksperimental) secara merata. Suara memungkinkan pendekatan yang lebih spesifik dan berbutir halus yang dapat menunjukkan dengan tepat ingatan individu.

Terlebih lagi, suara dapat dimainkan dan diproses lebih cepat daripada bau. Bau adalah alat tumpul yang bekerja pada semua ingatan (dipelajari selama sesi belajar eksperimental) secara merata. Suara memungkinkan pendekatan yang lebih spesifik dan berbutir halus yang dapat menunjukkan dengan tepat ingatan individu.

Disamping isyarat, jika TMR dapat keluar dari lab, pertimbangan praktis lainnya tetap buron. Untuk penggunaan di rumah, para ilmuwan harus mengembangkan gadget untuk mengidentifikasi tahap tidur seseorang dan kemudian memberikan isyarat pada waktu yang tepat. Orang-orang terbiasa dengan suara itu, menurut rekan penulis Rebecca Spencer, dari University of Massachusetts Amherst.

Smith, yang membayangkan TMR digunakan untuk belajar atau olahraga, mengatakan, "Idenya menunggu beberapa jenis perangkat atau aplikasi yang sangat sederhana yang dapat melakukan hal-hal ini, meskipun saya pikir itu sangat mungkin."

Rasch dan rekan-rekannya sedang mengembangkan perangkat semacam itu, yang akan merekam tidur seseorang dan kemudian secara otomatis menyajikan kata-kata pada waktu dan volume yang tepat. Dia berharap memiliki bukti prinsip dalam satu atau dua tahun, pada titik mana dia akan menemukan kolaborator untuk membantu merancang gadget.

"Itu mungkin melibatkan elektroda atau semacam alat perekam otak … jauh lebih sederhana daripada di laboratorium tidur," katanya.

SISI GELAP DARI PESAN DENGAN MEMORI

Bercak dengan memori adalah bisnis yang berbahaya dan setiap teknologi, tidak peduli seberapa baik tujuannya, dapat digunakan untuk cara jahat. Ketika tiba saatnya TMR muncul dari lab, potensi penggunaan yang menyeramkan harus dikenali.

Salah satu kekhawatiran terbesar berasal dari fakta bahwa TMR dapat memengaruhi cara orang berpikir. Dan penelitian Rasch tentang bagaimana hal itu dapat mengubah bias interpretasi (bagaimana kita memandang seseorang bertindak terhadap kita) hanyalah awal.

"Anda dapat menggunakan TMR untuk kebaikan untuk membantu orang mengurangi bias mereka, tetapi Anda juga dapat dengan mudah … mencoba meyakinkan orang bahwa ide-ide ini lebih baik, atau orang-orang ini lebih baik"

Antony berhati-hati dalam melakukan ekstrapolasi dari karya ini. "Ini menjanjikan, tetapi belum ada tautan langsung yang menunjukkan bahwa ini akan menyembuhkan rasisme," katanya.

"Anda dapat menggunakan TMR untuk kebaikan untuk membantu orang mengurangi bias mereka, tetapi Anda juga dapat dengan mudah … mencoba meyakinkan orang bahwa ide-ide ini lebih baik, atau orang-orang ini lebih baik," kata Pereira, yang telah bersama-sama menulis makalah yang mengulas janji dan perangkap penelitian TMR.

Cuci otak TMR tidak mungkin, menurut para peneliti. Tetapi ada kekhawatiran lain: Bayangkan Anda berada di kamar hotel dan, saat Anda tidur, seseorang menyalurkan aroma croissant yang mentega. Saat Anda menuju ke bar sarapan pagi berikutnya, Anda melihat kue kering yang dijual. Sub produk atau ide apa pun di tempat croissant dan Anda mendapatkan ide.

"Saya pikir masalah utamanya adalah … jika Anda tidak diberi tahu tentang apa yang sedang diputar saat Anda tidur," kata Rasch.

Jika inkarnasi TMR yang paling umum menjadi alat untuk meningkatkan pembelajaran, risiko aplikasi jahat, per Antony, mungkin rendah. Kekhawatiran yang lebih penting, katanya, adalah memastikan orang mengetahui biaya dan manfaat relatif.

"Kami masih belum mengerti persis bagaimana ini bekerja," kata Pereira. "Kamu tidak tahu apa yang akan terjadi dan jadi kamu tidak boleh hanya mencobanya sendiri di rumah."

Beberapa konsekuensi negatif dari percobaan TMR telah muncul. Dalam percobaan melodi Lewis, misalnya, orang yang menerima TMR melakukan lebih buruk daripada orang lain dalam melakukan atau menguraikan urutan kedua, tanpa tanda. Ini menunjukkan bahwa replay memori mungkin sumber daya yang terbatas di dalam otak.

"Jika Anda membuktikan bahwa ini adalah teknik yang aman dan efektif untuk meningkatkan kognisi, lalu bagaimana Anda memutuskan siapa yang mendapatkan akses ke sana dan mengapa?"

Banyak percobaan menyarankan pengorbanan, di mana mengaktifkan kembali dan dengan demikian meningkatkan satu memori datang dengan mengorbankan semen lainnya. Jika TMR menghasilkan zero sum gain, pengguna mungkin gagal memperkuat ingatan yang tidak mereka fokuskan. Siswa, misalnya, dapat menambah kosakata bahasa Spanyol dengan mengorbankan persamaan yang mereka pelajari di Trig.

Kekhawatiran lain adalah bahwa pengguna TMR mungkin secara tidak sengaja membuat memori palsu. Ini sudah terjadi ketika kami mentransfer ingatan ke penyimpanan jangka panjang; pengaktifan ulang melestarikan atau menggeneralisasi inti dari suatu pengalaman, tetapi detail tunggal dapat runtuh. Mungkin saja TMR akan memacu proses ini.

Dan, seperti halnya alat potensial lainnya untuk meningkatkan fungsi kognitif, para ilmuwan punya alasan untuk berhati-hati. "Kami melakukan sesuatu dengan otak dalam keadaan di mana kontrol sadar terbatas," kata Rasch. “Kita harus mempertimbangkan itu.

Karena kami masih belum tahu pasti apakah TMR memiliki konsekuensi kesehatan jangka panjang, Rasch mengatakan ia belum akan merekomendasikannya pada skala yang lebih besar, atau pada orang dengan kondisi seperti PTSD. Tetapi untuk penggunaan individu yang sederhana, seperti pembelajaran kosa kata, ia mengatakan mungkin tidak ada banyak bahaya.

Pada awalnya, TMR mungkin bisa mahal dan memberi lebih banyak keuntungan bagi orang-orang dengan uang untuk dibakar.

"Jika Anda membuktikan bahwa ini adalah teknik yang aman dan efektif untuk meningkatkan kognisi," kata Pereira. "Lalu bagaimana Anda memutuskan siapa yang mendapatkan akses ke sana dan mengapa?"

MASA DEPAN MEMORI

Sebelum pertanyaan tentang akses dan niat bahkan diperdebatkan, penelitian bertahun-tahun masih perlu diselesaikan sebelum para ilmuwan mulai melakukan spelunking ke alam bawah sadar untuk mengekstraksi, meningkatkan atau mengubah ingatan. Dan per peneliti, hadiah TMR masa depan pada akhirnya penuh harapan, bahkan jika dicampur dengan sedikit keraguan.

Bayangkan skenario ini: Dua puluh tahun dari sekarang, peristiwa mengerikan terjadi dimana Anda hadir. Mungkin itu terjadi dalam perjalanan pulang suatu malam atau saat Anda bepergian. Apapun masalahnya, itu mengguncang Anda dalam-dalam dan Anda menemukan diri Anda dihantui oleh kenangan yang menakutkan. Anda dapat terlibat dalam terapi bicara standar, tetapi Anda juga dapat memilih untuk membuat janji dengan dokter yang lebih terspesialisasi.

Selama sesi Anda, dokter akan memainkan nada cepat atau menghirup aroma wangi.Suara atau aroma itu muncul lagi ketika Anda menikmati tidur malam yang biasa di kantornya, memicu dan mengembalikan memori seperti yang Anda impikan. Anda akan bangun, bebas dari ingatan jahat seolah-olah itu tidak lebih dari tahi lalat yang perlu di las. Di pagi hari, Anda akan menandatangani beberapa makalah sambil menjabat tangan dokter.

Apa yang bisa menjadi bekas luka dan bentuk otak telah dihilangkan. Itu bahkan bukan memori dari memori - itu hilang begitu saja. Anda bebas untuk bergerak maju, tanpa hambatan, ke masa depan.