睡眠メモリ接続についての詳細な研究
つまり、仮眠をとる乳幼児は新しいスキルに学んだ教訓をより適切に適用できる一方で、就学前の幼児は就寝後に学んだ知識をよりよく保持できるようになります。
アリゾナ大学のレベッカゴメス博士は、「睡眠は発達の早い段階から学ぶ上で重要な役割を果たしています」と述べました。
ゴメスは彼女の研究、特に睡眠が赤ちゃんや幼児が時間をかけて言語を学ぶことをどのように可能にするかに注目する彼女の研究を、認知神経科学協会（CNS）年次総会で発表しました。
シンポジウムの議長を務めるドイツのテュービンゲン大学のスザンヌディーケルマン氏は、「私たちは睡眠が生物が機能を維持するために必要な悪だけではないことを示したい」と述べた。 「睡眠は持続的な記憶の形成に不可欠な活動的な状態です。」
研究が増えていることは、睡眠中に記憶がどのようにして再活性化されるかを示しており、新しい仕事は、記憶が保存され、再活性化される正確な時期と方法に光を当てています。
「睡眠は、私たちの将来の行動に関連する記憶を優先的に強化する非常に選択的な状態です」とディーケルマンは言いました。
「睡眠は、単一の経験から一般的なルールを抽象化することもできます。これにより、将来、同様の状況をより効率的に処理することができます。」
子供との睡眠記憶研究
ゴメスの新しい作品では、彼女と同僚が、幼い子供たちが、彼らが学んだものに似ているが同一ではないインスタンスをどのように認識し、それを新しい状況、いわゆる一般化に適用できるかを調査しています。
言語の例としては、さまざまな種類のフォントで文字「A」を認識する機能、誰が話しているかに関係なく単語を理解する機能、以前聞いたことがない文の文法パターンを認識する機能などがあります。
「睡眠は学習を新しい例に拡張するために不可欠です」と彼女は言った。
「学習直後の昼寝は、幼児や未就学児の知識の一般化にとって特に重要であると思われます。」
彼女の新しい研究の1つで、ゴメスは12か月の幼児が遊んでいたときにスピーカーを介して人工的な「トレーニング言語」を演奏しました。次に、仮眠をとった後、または目覚めた後に、幼児が新しい語彙を認識したかどうかをテストしました。
人工言語を学んだ後に昼寝をした赤ちゃんは、昼寝の前に学んだ言語規則を利用して、その言語のまったく新しい文章の認識に適用することができました。
研究者達は、言語の規則の認識を、乳児が頭を使って過ごす時間と、正しく構成されていない言語の文を聞いた時間とを比較して測定しました。
ゴメスは研究で人工言語を作成するために、言語学習に役立つ可能性のある自然言語の構造を模倣しています。たとえば、名詞と動詞は多くの言語で微妙に異なるサウンドパターンを持っています。
「これらのパターンが特定の年齢で乳児が言語を学ぶのを助けるかどうかを研究したい場合、私は似たような特徴を持つ刺激を人工言語に組み込みます」と彼女は言った。
「その後、さまざまな年齢の子供たちがこの情報をいつ使用できるかをテストすることができます。」
ゴメスのチームはまた、単語を学んでいる幼児のための昼寝の役割を調査しています。 「学習直後にうたた寝をする乳児は、通常の覚醒時間の同様の間隔の後ではなく、睡眠後に一般化することができます」と彼女は言った。
「より成熟した記憶構造を持つ幼児は、睡眠中に一般化を形成するようには見えません。しかし、仮眠は、仮眠の前にそれらが形成する一般化を維持するために必要であるように見えます。」
「幼児と就学前の子供における学習と記憶の違いは、異なる神経メカニズムの結果である可能性があります」とゴメスは言った。
ヒト以外の霊長類に関する研究では、海馬のほとんどの下部構造は乳児期に配置されていますが、睡眠中の記憶の再生をサポートする可能性のある下部構造は、生後16〜20か月まで配線を開始せず、到達するまでにさらに数年かかることが示唆されています成熟。
「したがって、私たちは幼児期の睡眠の利点は未就学児に利益をもたらすものとは異なるプロセスに由来すると仮定します」と彼女は言った。
幼児の場合、睡眠は刺激の冗長性の低い情報を忘れる原因となる可能性があります。話者の声、幼児が聞く実際の言葉、すべての刺激で発生するリズムのパターンより上—ゴメスは、海馬ベースのリプレイが就学前の子供たちの睡眠依存の記憶のより活発な統合と保持に貢献し始める可能性があると言いました。
次に、ゴメスと彼女の同僚は、発達中の子供たちが学習した情報を保持するために昼寝をする必要がなくなったときに研究することを計画しています。以前の研究では、週に4回未満昼寝をしている子供たちは、夜間の睡眠中に新しい記憶を保持できることが示されています。
ただし、ゴメスのチームの研究によると、これらの子供たちは、将来、新しいインスタンスに知識を一般化することを学んだ後、4時間以内に昼寝をする必要があります。夜間の睡眠後に大人のような記憶保持に移行する時期を特定するには、さらに調査が必要です。
大人の睡眠記憶
調査官は、睡眠は過去に起こったことを思い出すのに役立つだけでなく、将来何をしたいのかを思い出すのにも役立つと言います。
「次の休暇の計画を立てるか、今夜の夕食に何をするかを考えるかどうかにかかわらず、これらの計画はすべて、将来の適切な時期に何をしたいかを思い出す能力に大きく依存します」とディーケルマン氏は語った。
「将来の適切な時期に意図を実行することを覚えている可能性は、意図を形成した後、ぐっすりと眠っていれば、かなり高くなります。」
「私たちの意図を覚えておくには2つの方法があります」とディーケルマン氏は語った。
1つの方法は、意図を常に考え、常にそれを実行する機会を探すことです。 「たとえば、仕事の途中で郵便局に手紙を投下したい場合は、仕事場まで郵便局を探して、いつでも「手紙を投下さなければならない」と考えることができます。」
「しかし、この方法は非効率的であり、交通状況に注意したり、人々の周りを操縦したりするなど、他のタスクには認知的リソースが必要となるためです。」
「意図を思い出すための2番目の方法は、それらをメモリネットワークに保存することです」と彼女は言った。 「意図の記憶が十分に保存されていれば、適切な状況でそれが自動的に頭に浮かぶでしょう。」
例えば、手紙を落とす意思の記憶が強固に保存されていると、郵便局を通過する際にその意図が思い浮かびます。
ディーケルマンのチームの最近の研究が探求しようとしたのは、この2番目の方法です。
ある新しい研究では、研究者は参加者に単語のペアを覚えておくように依頼し、学習した後、2日後に別のタスクでこれらの単語を検出する必要があると述べました。次に、参加者の半分を寝かせ、残りの半分を一晩起きさせました。 2夜目は、テストに疲れないように、すべての参加者が寝ていました。
テストセッションでは、参加者は、ペアから以前に学習した単語の一部を含むタスクを実行しました。研究者は参加者に単語を検出する意図を思い出させず、検出した単語の数を記録しただけでした。彼らは、参加者が十分な注意を必要とする追加のタスクを同時に実行する必要があるときに、参加者が単語の検出にまだ成功したかどうかを確認したいと考えました。
「参加者が意図を十分に記憶に保存していれば、単語を見ると自動的に単語を検出する意図が思い浮かぶはずだと予想しました」とディーケルマン氏は語った。
実際、研究者たちは、睡眠を許可された参加者が自動的に単語を検出できることを発見しました。
「睡眠では、参加者は完全に上手に機能し、2つの難しいタスクを並行して実行する必要がある場合でも、ほとんどすべての単語を検出しました」とDiekelmann氏は語った。
しかし、意図を形成した後の最初の夜に起きていた参加者は、他のタスクと同時に言葉を検出することでかなり悪いパフォーマンスをしました。
「多くの異なることを同時に行う必要がある場合でも、適切な状況に遭遇すると、睡眠によって意図が自然に頭に浮かぶようになります」とディーケルマン氏は語った。
睡眠と記憶の研究者の現在の目標は、睡眠がどのように長期記憶に値するのにふさわしいかを選択する方法を見つけることです。
「一般に、どの記憶が関連しており、長期間保存する必要があり、どれがそうでないかを示す何らかのタグ付けメカニズムがあると考えられています」とディーケルマン氏は語った。 「しかし、私たちはそのタグ付けメカニズムが何であるか、そしてそれがどのように機能するかを理解するのにはほど遠いです。」
出典：Cognitive Neuroscience Society
