Pszichológia Doktori Iskola (Kognitív tudományok) 

BME TTK, Kognitív Tudományi Tanszék

Témavezető: Dr. Simor Péter

Alvás és irányított felejtés: Délutáni alvás szerepe a releváns és irreleváns emlékek rögzülésében

A kutatási téma néhány soros bemutatása

„Aludj rá egyet!” – javasolja a legtöbb problémánkra megoldást kínáló népi bölcsesség. Mindenki tapasztalta már önmagán, hogy egy kilátástalan helyzet, vagy egy áttanult nap utáni alvás csodákra képes. Az ember tisztábban látja a dolgokat, könnyebben felidézi a fontos információkat, olyan összefüggéseket vél felfedezni, melyek létezéséről tanulás alatt nem is tudott. Ezekben az esetekben azonban nem valamiféle csodáról van szó, hanem az alvás alatt zajló olyan idegrendszeri folyamatokról, melyek egyre inkább megfigyelhetővé és feltárhatóvá válnak a tudomány fejlődésével. Ennek köszönhetően az alvás és az emlékezet kapcsolatának vizsgálata reneszánszát éli, és a következőkben ismertetésre kerülő kutatás is ezzel a témával foglalkozik.

A kutatóhely rövid bemutatása

A kutatás a BME Kognitív Tudományi Tanszékén található alváslaboratóriumban  zajlott, mely labor széles körben foglalkozik a (mind délutáni, mind éjszakai) alvás alatt végbemenő neurális folyamatok vizsgálatával (emlékezeti konszolidációtól az érzelmek alvás alatti feldolgozásán keresztül, egészen klinikai csoportok alvási jellegzetességeinek feltárásáig).

A kutatás történetének, tágabb kontextusának bemutatása

Az alvás  első ránézésre passzív állapotnak tűnhet, hiszen csökkent válaszkészséggel, relatív inaktivitással, tudatosság hiányával és – az emberre jellemzően – fekvő, csukott szemes testtartással jár együtt. A látszat azonban csal! Alvásmegvonásos  vizsgálatokból tudhatjuk, hogy már egy éjszakai alvás kihagyása is rontja az immunrendszer működését, növeli a szívritmus variabilitását, és számos más fiziológiai és pszichológiai hatása mellett kognitív zavarokhoz, az emlékezeti teljesítmény romlásához vezet. Az alvás és az emlékezet kapcsolatának vizsgálatában egyre támogatottabbá válik az a szemléletmód, miszerint az alvás aktív szerepet  tölt be az offline memóriakonszolidációs folyamatokban [3]. Az új információk kezdeti elsajátítása nagyon gyorsan végbemegy (akár milliszekundumok alatt), ami új emléknyomok létrejöttéhez vezet. Azonban ebben a stádiumban még igen sérülékenyek az emlékek, nagymértékben ki vannak téve a külső behatások (pl. interferencia) befolyásának, valamint könnyen elveszhetnek. Ahhoz, hogy hosszabb távon megmaradjanak és elérhetőek legyenek, egy újabb folyamatnak, az emlékezeti konszolidációnak  kell lejátszódnia [9]. Emlékezeti konszolidációnak alapvetően azt a folyamatot nevezzük, melynek során az emléknyom stabilizálódik, egyre ellenállóbbá válik az interferenciával szemben, melyet az eredeti emléknyommal versengő vagy zavaró ingerek okozhatnak [4]. Az alvás aktív szerepét támogató elméletek nemcsak az alvás alatti csökkent interferenciára helyezik a hangsúlyt, hanem olyan aktív folyamatok létezését feltételezik, melyek kifejezetten a konszolidációs folyamatok elősegítésében vesznek részt [6]. Ilyen folyamat például az emlékek alvás alatti spontán reaktivációja, mely során a fontos emlékek „újrajátszódnak”  és megerősödnek. Az emlékek fontossága/jövőbeli relevanciája kísérleti úton befolyásolható (pl. tanulást követően instrukció segítségével, felejtési szándék előidézésével, vagy akár jutalmazással) [5]. Ilyen manipulációs módszerek segítségével pedig összehasonlíthatóvá válik a jövőre nézve releváns és irreleváns emlékek konszolidációja.

A kutatás célja, a megválaszolandó kérdések.

Korábbi kutatások [7,8,10] eredményei azt az elképzelést támogatják, hogy az alvás – legyen szó éjszakai vagy délutáni alvásról – azonos hosszúságú ébrenléthez képest szelektív védelmet nyújt a felejtés ellen a jövőre nézve releváns emlékek számára. Ez a szelektív emlékezeti javulás pedig erős korrelációt mutatott alvás alatti specifikus elektroenkefalográfiás (EEG) oszcillációkkal (lassú hullámú aktiváció [1–4 Hz],  alvási orsók [13–16 Hz])  [8,10]. Abel és Bäuml [1] több mint 300 fős kutatásában azonban ez az előbb említett felidézési különbség a releváns és irreleváns ingerek között  éjszakai alvás hatására eltűnt. Kutatásunk célja az alvás alatti emlékezeti konszolidációs folyamatok vizsgálata és a releváns és irreleváns emlékek közötti feltételezett konszolidációs különbségek feltárása volt.  A kutatás során az újonnan elsajátított emlékek jövőbeli relevanciájának manipulálásával vizsgáltuk a délutáni alvás hatását az emlékezeti teljesítményre. Arra kerestük a választ, hogy az alvás aktív szerepet játszik-e az emlékezeti konszolidációs folyamatokban, és ha az aktív konszolidációt támogató bizonyítékot találunk, akkor megfigyelhetőek-e különbségek a jövőre nézve releváns és irreleváns emlékek konszolidációját illetően.

Módszerek

Újonnan tanult információ jövőbeli relevanciájának befolyásolására alkalmas módszer az irányított felejtési paradigma [2] (Lásd: 1. ábra) . Ebben a feladatban a kísérleti személyeknek szavakat kell tanulniuk, melyek általában 2 listába vannak rendezve. Az első lista bemutatása előtt elhangzik egy instrukció („emlékezz”), amelyben a kísérletvezető megkéri a kísérleti személyt, hogy a következőkben bemutatott szavak közül próbálja a lehető legtöbbet megjegyezni. Ezt követi az első lista számítógépen való prezentálása. Innentől kezdve a kísérleti személyek két csoportra oszlanak a második lista előtt elhangzó instrukció alapján. A „emlékezz csoport” (kontroll kondíció) tagjai ismét az első lista előtt elhangzott instrukciót kapják és ezt követi a második lista bemutatása. Ezzel szemben a „felejts csoport” tagjainál az első listát egy szimulált program leállás követi, mely  hihető indokot szolgáltat a kísérletvezetőnek arra, hogy felszólítsa a kísérleti személyeket az első lista elfelejtésére, mondván mivel azzal problémák voltak, csak a második listát kell majd megjegyezniük.  Ezt követi a második lista bemutatása. Ezt a tanulási szakaszt – megfelelő mennyiségű késleltetés után – a kikérdezési szakasz követi. A kikérdezés szóban történik, és az előzetes instrukciótól függetlenül mind két csoportnak mind két listát fel kell tudnia idézni . A kísérleti személy feladata először az első majd ezt követően a második lista segítség nélküli felidézése, válaszait a kísérletvezető rögzíti.

 

1. ábra: Az irányított felejtési paradigma folyamatábrája. A felejts instrukció jelöli a “felejts” csoport a “kontroll kondíció” az “emlékezz” csoport elkülönülését a második lista előtti instrukció alapján.

 

Jelen kutatásban listánként 10–10 szót használtunk, a szavak 3 másodpercig voltak bemutatva és a tanulási és kikérdezési szakasz közé két órás késleltetést illesztettünk be, mely időt a kísérleti személyeink fele ébrenléttel (mindennapi tevékenységeik folytatásával), másik fele délutáni alvással tölthetett (Lásd a 2. ábra).

2.ábra: A kísérleti eljárásunk folyamatábrája. A nyíl felett az ébrenléti, alatta az alvó csoportra vonatkozó lépések.

 

 A délutáni alvásra az alváslaborban volt lehetőség, ahol az alvás alatti agyi aktivitást EEG  készülék segítségével monitoroztuk. Összesen 9  (F3, F4, Fz, C3, C4, Cz, P3, P4, Pz) elektródát használtunk a skalpról elvezethető agyi aktivitás megfigyelése érdekében, valamint két EOG- és két EMG-elektródát a szemmozgások és az izomaktivitás mérésére.

3. ábra: A kísérlet során felhasznált skalpelektródák elhelyezkedése (sárgával kiemelve).

 

A kísérletre, amelyben összesen 113, 18 és 35 év közötti egészséges egyetemi hallgató vett részt, 12:00 és 16:00 között került sor a BME Kognitív Tudományi Tanszékén.

Eddigi eredmények

Eredményeink arra utalnak, hogy az úgynevezett irányított felejtési hatás – „felejts csoport” első listára rosszabb és a második listára jobb felidézési teljesítménye (az „emlékezz csoporthoz” képest) – megmarad 2 órás késleltetés után is. Továbbá ez a hatás nemcsak az ébrenléti csoportban, de a délutáni alvó csoportban is jelen volt, méghozzá hangsúlyosabban, mint az ébrenléti csoportnál (ellentétben Abel és Bäuml [1] eredményeivel, ahol az alvás megszüntette ezt a hatást). Mindazonáltal a hatás főleg a második (jövőre nézve releváns) lista felidézésében bekövetkező javulásnak volt köszönhető (Lásd: 4. ábra).

 

 

 

4. ábra: Az ébrenléti (bal oldal) és alvó (jobb oldal) csoport átlag szófelidézési teljesítménye. Az ábrán látható oszlopok az átlagokat, a fekete vonalak a konfidenciaintervallumokat jelzik.

 

 

        A délutáni alvások felépítését vizsgálva arra lettünk figyelmesek, hogy csupán az alvók körülbelül fele jutott el az ún. REM  (rapid eye movement) alvási szakaszba – a többiek csak nonREM szakaszban töltöttek időt – a számukra biztosított másfél-két órás alvás alatt. Összehasonlítván azok felidézési teljesítményét, akik eljutottak REM fázisba is (REM csoport) és azokét, akik csak nonREM-be (nonREM csoport) érdekes összefüggésekre lettünk figyelmesek. A REM csoport első és második lista felidézése megegyezett az elvárásainkkal, miszerint a „felejts csoport”(13 fő)  kevesebb szóra emlékezett az első listából, és szignifikánsan több szóra a második listából, mint az „emlékezz csoport” (14 fő). Ezzel szemben a nonREM csoporton belüli „felejts csoport” (15 fő) sem az első, sem a második lista felidézésében nem mutatott szignifikáns különbséget az „emlékezz csoporthoz” képes (16 fő) (Lásd: 5. ábra). Úgy tűnik tehát, hogy egy délutáni alvás során a nonREM alvási szakaszon kívül a REM szakasz megjelenésére is szükség van ahhoz, hogy a jövőre nézve releváns és irreleváns ingerek elkülönülhessenek egymástól.

 

 

5. ábra: A REM (NREM+REM) – balra – és a nonREM (NREM) – jobbra – csoport felidézési teljesítménye a minimum másfél, maximum két órás délutáni alvást követően. Az ábrán látható oszlopok az átlagokat, a fekete vonalak a konfidenciaintervallumokat jelzik. Ábra alján a csoportonkénti és listánkénti t és p (szignifikancia) -értékek.

 

 

        Ezt a feltételezést az is alátámasztja, hogy a REM szakaszban töltött idő hossza szignifikáns korrelációt mutatott a „felejts csoportban” a második, releváns lista felidézésének mértékével. Tehát a REM szakasz hossza és a jövőre nézve releváns ingerek felidézése között pozitív kapcsolat figyelhető meg. Ezenkívül a korábbi  eredményekből kiindulva [7,8] megvizsgáltuk az alvási orsók szerepét is. Alvásiorsó-elemzésünk során csak a „felejts csoport” felidézési teljesítményével találtunk szignifikáns kapcsolatot. Itt azonban mind az első, mind a második listáról felidézett szavak mennyiségével erős, pozitív korrelációt mutatott a gyors alvási orsó amplitúdója.  

        Eredményeinket összegezve, a REM szakasz jelenlétén kívül a gyors alvási orsóknak is jelentős szerepe lehet a releváns és irreleváns emlékek elkülönítésében. Rasch és Born [6] „Aktív rendszerkonszolidációs elméletével” egybehangzóan eredményeink is abba az irányba mutatnak, hogy nonREM szakasz alatt az alvási orsók egyik szerepe az újonnan tanult információ „felcímkézése” lehet (pl. releváns vagy irreleváns) és az ezt követő REM szakasz az előre címkézett elemek szétválasztásában, a fontosak megerősítésében játszhat szerepet.

Várható impakt, további kutatás

Tudomásunk szerint a mi kutatásunk az első olyan vizsgálat, amely délutáni alvás alatt elektrofiziológiai mérőeszköz segítségével vizsgálta a releváns és irreleváns emlékek konszolidációs folyamataiban mutatkozó különbségeket. Ezen felül a kutatásban résztvevő 113 fő olyan magas létszám, amelyre az alváskutatás területén igen ritkán van példa. Eredményeink tehát a maguk nemében egyedülállóak és kitüntetett szerepet tölthetnek be az alvás és emlékezeti folyamatok kölcsönhatásának további vizsgálataiban. A kutatási eredmények publikálása folyamatban van. A továbbiakban fontosnak tartjuk a semleges emlékek vizsgálata mellett az érzelmi emlékek alvás alatti konszolidációs folyamatainak mélyebb feltátását mind egészséges, mind klinikai csoportnál, és ezáltal sikeresebb terápiás, segítő módszerek kidolgozását.

Saját publikációk, hivatkozások, linkgyűjtemény

Kapcsolódó saját publikációk listája, konferencia-előadások, poszterek:

 

• Blaskovich B., Simor P., Szőllősi Á., Racsmány M., (2015): Alvás és irányított felejtés: Az alvás szerepe a releváns és irreleváns emlékek rögzülésében. Megjelent: Lélek-net a léleknek: Az ember a változó technikai közegek világában; A Magyar Pszichológiai Társaság XXIV. Országos Tudományos Nagygyűlése; Kivonatkötet, 2015. május 28–30., Poszter 07, 241–242 o.
• Blaskovich B., Szőllősi Á., Gombos F., Racsmány M., Simor P., (2016): Sleep and directed forgetting: The role of napping in the consolidation of relevant and irrelevant memories. Megjelent: International Conference on Sleep Spindling; Book of Abstracts; 2016. május 12–14, Budapest, poszter 78, 47–48. o.
• Blaskovich B., Szőllősi Á., Gombos F., Racsmány M., Simor P., (2016): Alvás és irányított felejtés: Délutáni alvás szerepe a releváns és irreleváns emlékek konszolidációjában. Megjelent: Múlt és jelen összeér; A Magyar Pszichológiai Társaság XXV. Jubileumi Országos Tudományos Naggyűlése; Kivonatkötet; 2016. június 2–4., Szimpozium 16 („Álom, emlékezet és kreativitás az egészséges és sérült agyban”), 75–76 o.
• Blaskovich B., Szőllősi Á., Gombos F., Racsmány M., Simor P., (2016): Sleep and directed forgetting: The role of napping in the consolidation of relevant and irrelevant memories, 23rd Congress of the ESRS, Bologna (Olaszország), 2016. szeptember 13–16; előadás (A-775-0010-01124), Szekció: Learning; Memory and Cognition

 

Linkgyűjtemény:

 

http://cogsci.bme.hu/

http://www.alvasportal.hu/index.jsp?target=polifazis1 megfelelő, pihentető alvással, álmodással kapcsolatos információk és tippek

http://index.hu/tudomany/2014/01/10/az_alvas_a_tanulas_ara/ Index cikk: Az alvás a tanulás ára

http://index.hu/tudomany/egeszseg/2015/08/31/eletet_menthet_a_delutani_alvas/ Index cikk: Életet menthet a délutáni alvás

http://index.hu/tudomany/2015/07/28/egy_jo_alvas_utan_jobban_emlekezunk/ Index cikk: Egy jó alvás után jobban emlékezünk

 

Hivatkozások listája:

 

1. Abel, M., & Bäuml, K.-H. T. (2013). Sleep can eliminate list-method directed forgetting. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 39(3), 946–952. http://doi.org/10.1037/a0030529
2. Bjork, R. A. (1970). Positive Forgetting: The Noninterference of Items Intentionally Forgotten.
3. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). The memory function of sleep. Nature Reviews Neuroscience. http://doi.org/10.1038/nrn2762
4. Nader, K. (2003). Memory traces unbound. Trends in Neurosciences, 26(2), 65–72. http://doi.org/10.1016/S0166-2236(02)00042-5
5. Oudiette, D., & Paller, K. A. (2013). Upgrading the sleeping brain with targeted memory reactivation. Trends in Cognitive Sciences, 17(3), 142–149. http://doi.org/10.1016/j.tics.2013.01.006
6. Rasch, B., & Born, J. (2013). About Sleep’s Role in Memory. Physiological Reviews, 93(2), 681–766. http://doi.org/10.1152/physrev.00032.2012
7. Rauchs, G., Feyers, D., Landeau, B., Bastin, C., Luxen, A., Maquet, P., & Collette, F. (2011). Sleep Contributes to the Strengthening of Some Memories Over Others, Depending on Hippocampal Activity at Learning. Journal of Neuroscience, 31(7), 2563–2568. http://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3972-10.2011
8. Saletin, J. M., Goldstein, A. N., & Walker, M. P. (2011). The Role of Sleep in Directed Forgetting and Remembering of Human Memories. Cerebral Cortex, 21(11), 2534–2541. http://doi.org/10.1093/cercor/bhr034
9. Sara, S. J. (2000). Retrieval and Reconsolidation: Toward a Neurobiology of Remembering. Learning & Memory, 7(2), 73–84. http://doi.org/10.1101/lm.7.2.73
10. Wilhelm, I., Diekelmann, S., Molzow, I., Ayoub, A., Mölle, M., & Born, J. (2011). Sleep Selectively Enhances Memory Expected to Be of Future Relevance. The Journal of Neuroscience, 31(5), 1563–1569. http://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3575-10.2011