Un semnal EEG de somn este asociat cu o performanță mai bună pe o sarcină mentală.
Tipul din spate poate face o activitate mai utilă. Credit: Xavier Galiana
Dmitri Mendeleev a văzut faimos aranjarea completă a mesei periodice după ce a adormit pe biroul său. El a susținut în visul său că a văzut o masă în care toate elementele au căzut la loc, iar el a scris totul când s -a trezit. Având un moment eureka imediat după un pui de somn, s -a alăturat unui club plin de oameni destul de talentați: Mary Shelley, Thomas Edison și Salvador Dali.
Pentru a descoperi dacă există un grad de adevăr pentru toate aceste anecdote, o echipă de oameni de știință germani de la Universitatea Hamburg, condusă de cercetătorul științific cognitiv Anika T. Löwe, a condus un experiment conceput pentru a declanșa astfel de lovituri de geniu care urmărește somnul-și să le prindă în actul cu echipament de monitorizare a creierului EEG. Și au reușit un fel.
Prinzând cupa lui Edison
„Thomas Edison a avut această tehnică în care a ținut o ceașcă sau ceva de genul acesta când a luat naștere în scaunul său”, spune Nicolas Schuck, profesor de științe cognitive la Universitatea Hamburg și autorul principal al studiului. „Când a adormit prea adânc, ceașca căzând din mână îl va trezi – era convins că acesta era calea de a declanșa aceste momente Eureka.” În timp ce s-a aruncat pe un scaun cu o carte sau o ceașcă nu pare deosebit de radicală, o serie de oameni de știință cognitivi au devenit serioși în ceea ce privește re-crearea abordării lui Edison pentru perspective și testarea acesteia în experimentele lor.
Unul dintre cele recente Studii a fost realizată la Universitatea Sorbonne de Célia Lacaux, o neuroștiinteristă cognitivă și colegii ei. Peste 100 de participanți li s -a prezentat o problemă matematică și au spus că poate fi rezolvată prin aplicarea a două reguli simple într -o manieră în trepte. Cu toate acestea, a existat și o scurtătură nedescrisă care a făcut ca atingerea soluției să fie mult mai rapidă. Scopul era să vadă dacă participanții vor descoperi această scurtătură după un pui de somn în stil Edison. Oamenii de știință ar verifica dacă momentul Eureka va apărea în EEG.
Echipa lui Lacaux a experimentat, de asemenea, cu diferite obiecte pe care participanții ar trebui să le țină în timp ce se confruntă: linguri, sfere de oțel, bile de stres, etc. S -a dovedit că Edison avea dreptate, iar o ceașcă a fost de departe cea mai bună alegere. De asemenea, s -a dovedit că majoritatea participanților au recunoscut că există o regulă ascunsă după ce Cupa Falling i -a trezit. NAP a fost scurt, suficient de lung pentru a intra în faza de somn ușoară, non-rem N1.
Inițial, echipa lui Schuck a dorit să reproducă rezultatele studiului lui Lacaux. Au cumpărat chiar și aceeași marcă de cupe, dar cupele au eșuat de data aceasta. “Pentru noi, pur și simplu nu a funcționat. Oamenii care au adormit deseori nu au aruncat aceste căni – nu știu de ce”, spune Schuck.
Cu toate acestea, cea mai mare surpriză a fost că somnul în faza N1 nu a funcționat nici.
Urmărirea punctelor
Echipa lui Schuck a înființat un experiment care a implicat să ceară 90 de participanți să urmărească punctele pe un ecran într-o serie de încercări, cu un somn lung de 20 de minute între ele. Punctele erau destul de mici, colorate, fie violet, fie portocaliu, așezate într -un cerc și se mișcau într -una din două direcții. Sarcina pentru participanți a fost să stabilească direcția în care se mișcau punctele. Acest lucru ar putea varia de la ușor la greu, în funcție de cantitatea de bruiaj pe care a introdus -o echipa.
Perspectiva pe care participanții le -ar putea descoperi a fost ascunsă în codificarea culorilor. După câteva încercări în care direcția punctelor a fost aleatorie, echipa a introdus o schimbare care a legat mișcarea de culoare: punctele portocalii s -au mișcat întotdeauna într -o direcție, iar punctele violet s -au mutat în cealaltă. Participanților le-a dat seama, fie în timp ce este treaz, fie printr-o perspectivă indusă de NAP.
Aceste puncte au fost prima diferență între experimentul lui Schuck și studiul Sorbonne. LaCaux i -a făcut pe participanții ei să spargă o problemă matematică care s -a bazat pe abilități analitice. Sarcina lui Schuck a fost mai mult despre perceptivitate și gândirea în afara cutiei.
A doua diferență a fost că cupele nu au reușit să renunțe și să trezească participanții. De obicei, mușchii se relaxează mai mult atunci când somnul devine mai adânc, motiv pentru care majoritatea oamenilor renunță la tot ceea ce dețin fie la sfârșitul fazei N1, fie la debutul fazei N2, când corpul începe să piardă controlul motorului voluntar. „Nu am împiedicat cu adevărat oamenii să ajungă în faza N2 și s -a dovedit că participanții care au ajuns în faza N2 au avut momente Eureka cel mai des”, explică Schuck.
Peste 80 la sută dintre persoanele care au ajuns în faza de somn mai profundă, N2 a găsit soluția de codificare a culorilor. Participanții care au căzut într -un somn N1 ușor au avut o rată de succes de 61 la sută; Acest lucru a scăzut la doar 55 la sută într-un grup care a rămas treaz în timpul lor de 20 de minute. Într -un grup de control care a făcut aceeași sarcină fără o pauză de somn, doar 49 la sută dintre participanți și -au dat seama de trucul ascuns.
Rezultatele divergente în experimentele lui Lacaux și Schuck au fost nedumerite, așa că echipa s -a uitat la citirile EEG, căutând funcții în datele care ar putea prezice momentele Eureka mai bune decât fazele de somn. Și au găsit ceva.
Panta geniului
Semnalul EEG în creierul uman este format din frecvențe scăzute și înalte, care pot fi reprezentate pe o pantă spectrală. Când ne trezesc, există o mulțime de semnale de înaltă frecvență, iar această pantă pare destul de plană. În timpul somnului, aceste frecvențe înalte sunt dezactivate, există mai multe semnale de frecvență joasă, iar panta devine mai abruptă. De obicei, cu cât dormim mai adânc, cu atât este mai abruptă panta noastră EEG.
Echipa a observat că momentele Eureka păreau a fi extrem de corelate cu o pantă spectrală abruptă EEG – cu cât este mai abruptă panta, cu atât este mai probabil ca oamenii să obțină o descoperire. De fapt, modelele bazate pe semnalul EEG au prezis singuri momente Eureka mai bune decât predicțiile făcute pe baza fazelor de somn și chiar pe baza fazelor de somn și a citirilor EEG combinate.
„În mod tradițional, oamenii au împărțit somnul EEG citiri în etape discrete precum N1 sau N2, dar, ca de obicei, în biologie, lucrurile în realitate nu sunt la fel de discrete”, spune Schuck. „Sunt mult mai continue, există un fel de zonă cenușie.” El a spus lui ARS că privirea în mod special la următoarea EEG ne poate ajuta să înțelegem mai bine ce se întâmplă exact în creier când vor sosi un momente bruște de perspectivă.
Dar Shuck vrea să obțină și mai multe date în viitor. „În prezent conducem un studiu care a trecut ani de zile: vrem să folosim atât EEG, cât și [functional magnetic resonance imaging] în același timp pentru a vedea ce se întâmplă în creier când oamenii dorm ”, spune Schuck. Adăugarea imaginii RMN va permite lui Schuck și colegilor săi să vadă ce zone ale creierului se activează în timpul somnului. Ceea ce echipa dorește să învețe de la combinarea imaginilor EEG și RMRI sunt modul în care somnul crește consolidarea memoriei.
„Sperăm, de asemenea, să obținem câteva informații, fără niciun punct de vedere, în procesele care joacă un rol în generarea de perspective”, adaugă Schuck.
PLOS Biology, 2025. DOI: 10.1371/Journal.pbio.3003185
Jacek Krywko este un scriitor de știință și tehnologie independentă care acoperă explorarea spațială, cercetarea inteligenței artificiale, informatică și tot felul de vrăjitorie de inginerie.
