Обучение во сне: мечты сбываются?

  • 31 июля 2014
Девушка спит на диване с книгой в руке Правообладатель иллюстрации Thinkstock

Раньше обучение во сне казалось несбыточной мечтой. Но теперь нейробиологи утверждают, что нашли способы развивать память человека в состоянии сна, пишет корреспондент BBC Future.

Прежде чем забраться под одеяло, тщательно готовим спальню: несколько капель ароматической эссенции на подушку, на уши - наушники, на голову - странного вида повязку. Теперь можно ложиться спать. Этот ритуал занимает всего несколько минут, но есть надежда, что он поможет ускорить процесс освоения самых разных премудростей: от игры на фортепиано и в теннис до французского языка. Наутро в памяти не останется ничего из ночного "урока", но это и не важно - результат все равно есть.

Когда-то мысль о возможности учиться во сне казалась попросту вздорной, а сегодня уже существует несколько способов - высокотехнологичных и не очень, - которые позволят приобрести новые знания в период отдыха. И хотя методов освоения в бессознательном состоянии чего бы то ни было "с нуля" не существует, это не значит, что время сна нельзя использовать для развития памяти. Ночью человеческий мозг активно обрабатывает и обобщает воспоминания о прожитом дне. Почему бы не стимулировать этот процесс?

Поскольку в объятиях Морфея мы проводим треть своей жизни, неудивительно, что идея обучения во сне уже давно захватывает воображение художников и писателей. В большинстве случаев она воплощается в образе героя, подсознательно усвоившего новую информацию из аудиозаписи, которая проигрывалась на заднем плане. К примеру, в антиутопическом романе английского писателя Олдоса Хаксли "О дивный новый мир" мальчик-поляк выучивает английский язык, прослушав во сне по радио лекцию ирландского драматурга Джорджа Бернарда Шоу, и вскоре авторитарное правительство "нового мира" начинает использовать этот метод для идеологической обработки своих подданных.

А вот пример из недавнего творчества: персонаж мультсериала "Симпсоны" Гомер покупает аудиокассету, воздействующую на подсознание во время сна и обещающую уменьшение аппетита. Однако кассета вместо этого способствует изменению его словарного запаса, и когда его жена Мардж спрашивает у него, помогла ли ему такая диета, Гомер, который обычно изъясняется весьма примитивно, вдруг изрекает: "Печально, но нет. Моя гастрономическая грузоподъемность не знает пресыщения".

Антинаучность

На самом деле, подобное обучение во сне почти наверняка невозможно. Хотя некоторые ранние исследования показывали, что участники эксперимента могут запоминать во сне ряд фактов, нельзя было сказать с уверенностью, что они при этом не просыпались и не слышали запись наяву. Чтобы проверить это, американские ученые Чарльз Саймон и Уильям Эммонс стали прикреплять к голове своих подопечных электроды и проигрывать кассеты только тогда, когда люди пребывали в состоянии сна. Как и предполагалось, заснув, участники эксперимента не запоминали ничего.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Мечта многих студентов: обучение во сне. Прямо на лекции

Эти результаты были опубликованы в 1950-х годах, но на протяжении многих лет предприниматели пытались нажиться на привлекательной перспективе быстрого и легкого обучения, хотя их методы и не имели под собой никакой научной основы.

Однако несмотря на то, что во сне мозг не воспринимает никакой новой информации, он отнюдь не бездействует, а перебирает накопленные за день впечатления и направляет их из гиппокампа, где, как считается, формируются воспоминания, в те участки коры, в которых они хранятся. "Это позволяет закрепить воспоминания и консолидировать их в систему долговременной памяти", - считает Сюзанна Дикельман из Тюбингенского университета (Германия). Сон также помогает обобщить изученное, обеспечивая возможность применения полученных навыков в новых ситуациях. И хотя мы неспособны впитать во сне новый материал, вместо этого можно закрепить знания и навыки, полученные в течение дня.

Аромаметод

На данный момент перспективными являются по крайней мере четыре метода. Самый простой был получен в результате исследований, проведенных в XIX веке французским дворянином - маркизом д’Эрве де Сен-Дени. Изучая способы воздействия на сновидения, маркиз обнаружил, что может пробудить в себе некоторые воспоминания с помощью соответствующих запахов, вкусов или звуков.

В одном из своих экспериментов он нарисовал полуобнаженную женщину, жуя при этом фиалковый корень. Когда маркиз заснул, слуга положил ему в рот такой же корень, и знакомый терпкий вкус навеял сны, в которых та же красавица стояла в театральном фойе. На ней был "костюм, который театральный комитет вряд ли счел бы приемлемым", с восторгом писал исследователь в своей книге "Сновидения и способы ими управлять".

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption К несчастью, будильник редко играет вальсы...

В другой раз он попросил дирижера оркестра играть определенные вальсы во время танцев с одной из двух особенно прекрасных дам. Затем маркиз приладил к музыкальной шкатулке часы, чтобы она проигрывала те же мелодии ночью, - видимо, благодаря им он видел во сне прелестные фигурки своих партнерш.

Французу просто хотелось украсить свои сны приятными (и иногда сладострастными) ощущениями, но сейчас мы видим, что тот же способ может заставить мозг проигрывать во сне изученное ранее, укрепляя тем самым память.

Так, Дикельман просила добровольцев сыграть в игру "Концентрация", в которой требуется запоминать местоположение предметов на игровом поле, а потом лечь спать. Некоторые участники эксперимента играли в комнате, ароматизированной легким искусственным запахом, а затем исследователи воздействовали на них тем же запахом во время сна. Сканирование мозга показало, что у этих испытуемых наблюдалось более активное взаимодействие между гиппокампом и некоторыми участками коры головного мозга, чем у тех, к кому не применялся запах, - а ведь именно эта деятельность способствует усиленной консолидации памяти. В итоге эти участники по пробуждении помнили расположение примерно 84% предметов, а контрольная группа - всего 61%.

Учиться помогают не только приятные запахи. Как установил маркиз со своими вальсами-колыбельными, звуки также могут пробуждать воспоминания - если, конечно, при этом не пробуждают самого спящего. В одном из исследований добровольцы быстрее осваивали музыкальную игру, основанную на симуляции исполнения композиции, если в период сна слушали тихие фрагменты мелодии.

В то же время профессор Цюрихского университета (Швейцария) Бьорн Раш пришел к выводу о том, что этот же способ позволяет немецкоговорящим швейцарцам учить нидерландский язык - с его помощью они запоминали примерно на 10% больше слов.

Технические новшества

В ближайшем будущем за счет развития технологий могут появиться и другие способы, основанные на использовании циклов сна. Считается, что консолидация памяти происходит во время определенных, медленных электрических колебаний головного мозга, в связи с чем возникла идея мягко стимулировать такие импульсы, не будя при этом человека.

Основным идеологом подобных экспериментов стал профессор Тюбингенского университета Ян Борн. В 2004 году он установил, что сигналы мозга можно активизировать с помощью метода трансчерепного стимулирования прямым током, подавая слабый ток в череп испытуемого, что существенно улучшало показатели способности запоминать слова.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Задача - сделать процесс обучения во сне менее инвазивным...

А недавно был разработан еще менее инвазивный метод стимуляции: на голову надевается электродный шлем для измерения нейронной активности, а через наушники подается звук, синхронизированный с импульсами головного мозга. Борн сравнивает такую слуховую стимуляцию с легким толчком качелей, помогающим ребенку раскачаться. Этот метод мягко стимулирует нейронную активность, которая и так происходит в мозге. "Медленный сон становится более глубоким и интенсивным, - рассказывает Борн. - Это более естественный способ воздействия на мозговые ритмы".

Тем, кто не хочет ложиться спать в громоздких наушниках, адъюнкт-профессор Технологического института "Технион" в Хайфе (Израиль) Мириам Рейнер предлагает более изящное решение, основанное на использовании определенной формы нейронной реакции, с тем чтобы участники эксперимента могли контролировать нейронную деятельность в состоянии бодрствования. Для этого им на голову крепится электрод, связанный с простой компьютерной игрой, в которой участники должны управлять автомобилем силой мысли.

Когда электрод фиксирует нужную частоту импульсов мозга, которые обычно ассоциируются с консолидацией памяти во время сна, скорость автомобиля увеличивается, со сменой частоты движение замедляется. Обычно у участников уходит всего несколько минут на то, чтобы начать возбуждать требуемые импульсы, - Рейнер утверждает, что при этом происходит ощутимое изменение в процессе мышления.

"Я чувствую умиротворение, как будто гуляю по саду или по берегу моря. Я словно переношусь в какое-то чудесное тихое место". Задумка состоит в том, чтобы стимулировать консолидацию памяти сразу после обучения, задав мозгу первоначальный импульс во время обработки событий дня во сне. "Это как семя, которое прорастает за ночь", - говорит Рейнер.

Наиграй мелодию

Исследуя способы воздействия на процесс обучения, Рейнер просила участников эксперимента сначала запомнить сложную последовательность движений пальцев - примерно как при разучивании мелодии на фортепиано, - а затем пройти 30-минутный сеанс стимулирования нейронной реакции. Эффект проявился сразу - непосредственно после обучения испытуемые показали результаты примерно на 10% лучше, чем контрольная группа, то есть компьютерная игра действительно стимулировала закрепление в памяти полученных навыков, как если бы участники эксперимента по-настоящему спали.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Правильный сон поможет лучше запомнить сложную последовательность движения пальцев

Важно отметить, что в течение последующей недели результаты продолжили улучшаться, подтверждая теорию Рейнер о том, что стимулирование нейронной реакции может укреплять память во время сна.

Очевидно, что прежде чем рекомендовать эти методы для постоянного применения, потребуется провести более масштабные испытания с гораздо большим количеством участников.

Кроме того, до сих пор участникам экспериментов давались несколько искусственные задания по обучению и запоминанию, поэтому имеет смысл проверить эти методы на более практических задачах. Рейнер уже начала двигаться в этом направлении, исследуя возможности применения метода стимулирования нейронной реакции в обучении игре на гитаре.

По мнению Дикельман, также необходимо убедиться в том, что такое воздействие на память не будет иметь нежелательных последствий. "Не исключено, что стимулирование одного комплекса воспоминаний вредит другому", - полагает она.

Кроме того, Дикельман убеждена, что нельзя забывать о проблемах, поставленных в "Дивном новом мире" и в "Симпсонах". По ее мнению, подобные методы вряд ли можно использовать для идеологической обработки людей против их воли, но вопрос о том, правильно ли воздействовать таким образом, например, на память детей, остается открытым: "Во сне человек уязвим".

Однако Дикельман подчеркивает, что потенциальные проблемы не должны ослабить интерес к обучению во сне. "Это стоит того. Просто надо подойти к вопросу со всей возможной ответственностью".

Маленькие хитрости

Дикельман считает, что после решения всех этих вопросов у людей, которые хотят испытать эти методы на себе, уже не должно остаться слишком большого количества практических препятствий. Многие из ее учеников и коллег уже убедились в том, что воздействие на органы чувств во сне помогает им готовиться к экзаменам.

Правообладатель иллюстрации Thinkstock
Image caption Во сне человек уязвим. В том числе и для иностранных языков

"Это очень легко", - говорит Дикельман. Сейчас уже можно купить приборы для ЭЭГ, совместимые со смартфоном, и это открывает перспективы для создания игр, стимулирующих консолидацию памяти. В прошлом году в продажу поступило даже оборудование для определенных форм трансчерепного стимулирования прямым током, так что теперь можно ожидать появления бытовых приборов для обучения во сне.

Пока не ясно, удастся ли добиться с их помощью таких же результатов, что и в лабораторных условиях, однако Борн высказывает оптимистичный прогноз: "На мой взгляд, применение этих приборов для стимулирования когнитивного процесса - только вопрос времени".

Тем не менее эти исследования могут изменить представление о той части нашей жизни, которой мы не всегда придаем должное значение. Сон часто рассматривают как период бесполезного простоя, который мы пытаемся победить с помощью кофе или энергетических напитков вроде "Ред Булла", - ведь нам надо выжать из каждого дня максимальную производительность. Но когда мы поймем, что самой большой эффективности можно добиться, ничего не делая, возможно, у нас найдется больше времени для сна.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Новости по теме