Πόσο πιθανό είναι να «βλέπουμε» το μέλλον μας κατά τη διάρκεια του ύπνου;

Τα συμπεράσματα νέας έρευνας του Πανεπιστημίου Rice και του Πανεπιστημίου του Michigan που βασίζεται σε υπάρχουσες μελέτες δείχνουν ότι ο ύπνος είναι σημαντικός για τη μάθηση, καθώς βοηθά στη δημιουργία νέων αναμνήσεων.

Ωστόσο, δεν είναι απολύτως σαφές αν η δραστηριότητα που παρατήρησαν οι ερευνητές είναι πράγματι υπεύθυνη για τα όνειρα. Εάν αυτό συνέβαινε θα θα σήμαινε πως κάποια από τα όνειρά μας, αποτελούν πρόβλεψη για το μέλλον.

Οι επιστήμονες του Rice και του Michiganδεν πραγματοποίησαν δοκιμή της θεωρίας τους σε ανθρώπους. Αντ' αυτού, παρατήρησαν τους εγκεφάλους αρουραίων ενώ ήταν ξύπνιοι και εκτελούσαν μια συγκεκριμένη εργασία. Στη συνέχεια παρακολούθησαν τα ζώα κατά τη διάρκεια του ύπνου και παρατήρησαν πώς λειτουργούσαν οι νευρώνες του εγκεφάλου.

Ένας αλγόριθμος μηχανικής εκμάθησης τους επέτρεψε να συμπεράνουν ότι οι αρουραίοι στην πραγματικότητα ονειρεύονταν τον νέο τόπο που μόλις είχαν γνωρίσει ενώ ήταν ξύπνιοι.

Μια έκθεση από το Πανεπιστήμιο Rice εξηγεί ότι μελέτες προηγούμενων δεκαετιών παρατήρησαν ότι οι εγκέφαλοι των κοιμισμένων ζώων που εξερεύνησαν ένα νέο περιβάλλον λίγο πριν κοιμηθούν πυροδοτούνταν με τρόπους που τους επέτρεπαν να αναπαράγουν τις νέες διαδρομές. Με αυτόν τον τρόπο ο εγκέφαλος μπορεί να σχηματίζει νέες μνήμες.

Ωστόσο, οι ερευνητές θέλησαν να διαπιστώσουν αν οι νευρώνες θα προσπαθούσαν να θέσουν το πρόβλημα υπό νέο πρίσμα κατά τη διάρκεια του ύπνου.

«Φανταστήκαμε ότι ορισμένοι νευρώνες θα μπορούσαν να αλλάξουν τις αναπαραστάσεις τους ⎯ αντανακλώντας την εμπειρία που όλοι έχουμε βιώσει όταν ξυπνάμε με μια νέα κατανόηση ενός προβλήματος», δήλωσε ο νευροεπιστήμονας Caleb Kemere.

Οι ερευνητές εκπαίδευσαν τους αρουραίους να τρέχουν μπρος-πίσω σε μια υπερυψωμένη πίστα με διάφορες επιβραβεύσεις και στις δύο άκρες της. Με αυτόν τον τρόπο υπολόγισαν το πεδίο θέσης των νευρώνων «ή την περιοχή στο περιβάλλον για την οποία ένας συγκεκριμένος νευρώνας “νοιαζόταν” περισσότερο».

Το επόμενο βήμα ήταν η αξιολόγηση της συμπεριφοράς των πεδίων θέσης όταν τα ζώα κοιμούνταν.

Σε αυτό το σημείο έρχεται η τεχνητή νοημοσύνη. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αλγορίθμους μηχανικής μάθησης για να εξετάσουν τους νευρώνες και να προσδιορίσουν πού ονειρευόταν να βρεθεί το ζώο. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τις ονειρεμένες θέσεις για να εκτιμήσουν τη διαδικασία χωρικού συντονισμού για κάθε νευρώνα που παρατήρησαν. 

Έτσι οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι νευρώνες δεν προσπαθούν απλώς να σταθεροποιήσουν μια νέα μνήμη που μόλις σχηματίζει ο εγκέφαλος. Είναι σαν τα ζώα να ξαναβιώνουν το πρόβλημα κατά τη διάρκεια του ύπνου τους.