یادگیری در خواب؛ از خیال تا واقعیت

اشتیاقی دوباره برای پژوهش‌های بیشتر

اما در چند سال اخیر، مساله‌ی یادگیری در خواب باز هم مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. مطالعاتی که در این مدت انجام شده نشان می‌دهد که مغز انسان تحت شرایطی خاص، در طی خواب نیز می‌تواند اطلاعاتی جدید دریافت کند. مطالعات مختلفی که در زمینه‌ی محرک‌های گوناگون عصبی انجام شده، چشم‌انداز یادگیری در حین خواب را روشن‌تر می‌کند.

فعالیت ناخودآگاه

امروزه دانش بشری، آگاهی به مراتب بیشتری نسبت به گذشته در مورد فعالیت‌های مغز در طی خواب دارد. جالب اینجاست که حجم دانش ما در این زمینه فقط در مدت یک دهه‌ی اخیر، افزایش قابل ملاحظه‌ای داشته است. همان طور که گفته شد، برخی دانشمندان در گذشته با استفاده از دستگاه ثبت فعالیت‌های مغزی (EEG) به بررسی پدیده‌ی یادگیری در خواب می‌پرداختند. «دستگاه الکتروآنسفالوگراف» یا همان «دستگاه ثبت امواج مغزی» (EEG) فعالیت‌های مغزی را در قالب یک سری امواج ثبت می‌کند. یکی از نکات جالبی که در استفاده از این دستگاه مشاهده می‌شود، این است که فعالیت مغز در طی خواب متوقف نمی‌شود. امروزه می‌دانیم که مغز در طی خواب به بازبینی و ذخیره‌ی خاطرات روزمره می‌پردازد تا به این ترتیب بتواند اطلاعات مهم‌تر را ذخیره کند. این یافته که فرآیند «تثبیت خاطرات» (memory consolidation) نامیده می‌شود و درطی خواب روی می‌دهد، بسیاری از دانشمندان را به این فکر فرو برد که آیا می‌توان این روند ناخودآگاه را کنترل کرد یا خیر.

تاثیر بو در تثبیت خاطرات

در سال ۲۰۰۷، یک دانشمند عصب شناس به نام دکتر «یان بورن» (Jan Born) و همکارانش در دانشگاه «لوبک» (Lubeck) آلمان به بررسی امکان کنترل فرآیند مرور خاطرات در خواب پرداختند. آنها از ۱۸ شرکت‌کننده در تحقیق خواستند تا پیش از خواب، یک بازی ذهنی را انجام دهند. در این بازی هر فرد باید موقعیت ۱۵ جفت تصویر که بر صفحه نمایشگر رایانه ظاهر می شد را به خاطر می‌سپرد. در انجام این بازی، شرکت‌کنندگان یک گل سرخ را نیز بو می‌کردند. سپس در طی خواب، نیمی از این افراد باز هم در معرض رایحه‌ی گل سرخ قرار گرفتند. تیم پژوهشی بر این باور بود که این کار سبب تثبیت هر چه بیشتر آموخته‌های آن‌ها می‌شود.

قرار گرفتن در معرض بویی خاص طی یادگیری و سپس خواب، به یادآوری هر چه بیشتر آموخته‌ها می‌انجامد

انتخاب «بو» به عنوان محرک بی‌دلیل نبود، زیرا این عامل (بر عکس عواملی دیگر نظیر «صدا» یا «نور») خواب افراد را بر هم نمی‌زد و آن‌ها را بیدار نمی‌کرد. همچنین یکی دیگر از دلایل جالب برای این انتخاب، وجود ارتباط نزدیکی است که بو با خاطرات دارد. در واقع، برخی نواحی مغز که به پردازش بوها می‌پردازند، به طور مستقیم با بخش هیپوکامپ مغز ارتباط دارند. گفتنی است هیپوکامپ بخشی از مغز است که نقش بسیار مهمی در شکل دهی به خاطرات دارد. نتیجه‌ی این آزمایش، پیش‌بینی دانشمندان را تایید می‌کرد. در واقع مشخص شد افرادی که طی خواب در معرض رایحه‌ی گل سرخ بودند، پس از بیدار شدن بیشتر از گروه دوم می‌توانستند جفت تصاویر دیده شده را به خاطر آورند.

تاثیر صدا در تثبیت خاطرات

مدتی بعد، دکتر «کن پالر» (Ken paller) مدیر برنامه‌ی عصب‌شناسی شناختی دانشگاه «نورث‌وسترن» (Northwestern) در ایالات متحده که تحت تاثیر مطالعه‌ی تاثیر بو بر تثبیت خاطرات قرار گرفته بود، تصمیم گرفت نقش یکی دیگر از محرک‌ها یعنی «صدا» را بر توانایی یادآوری بهتر خاطرات بررسی کند. دکتر پالر به همین منظور، آزمایشی ترتیب داد. شرکت‌کنندگان در این آزمایش باید موقعیت ۵۰ تصویر موجود بر روی نمایشگر رایانه را به خاطر می‌سپردند. هر تصویر با یک صدا همراه بود. برای نمونه تصویر «گربه» با صدای گربه و تصویر «کتری» با صدای سوت پس از جوشیدن آب همراه شده بود. این افراد پس از کار با این تصاویر، به خواب می‌رفتند. سپس پژوهشگران نیمی از این صداها را طی خواب برای آن‌ها پخش کردند. پس از بیدار شدن افراد از خواب، توانایی آن‌ها در یادآوری مجدد موقعیت تصاویر سنجیده شد.

شنیدن برخی صداهای خاص در طول خواب می‌تواند به تثبیت هر چه بیشتر موارد آموخته شده بیانجامد

همان طور که این پژوهشگران پیش‌بینی می‌کردند، افرادی که در طی خواب صداهای مرتبط با این تصاویر را شنیده بودند بیشتر از گروهی که صداهایی نامرتبط شنیده بودند، می‌توانستند موقعیت تصاویر مربوط به آن صداها را به خاطر آورند. درواقع، شنیدن صداهای مربوط به هر تصویر، احتمال به خاطر آوردن موقعیت آن تصویر را افزایش داده بود.

یادگیری بهتر موسیقی

انجام موفقیت‌آمیز این پژوهش، دکتر پالر را به فکر بررسی میزان کارایی این شیوه در زمینه‌ی آموزش موسیقی انداخت. او در مطالعه‌ای دیگر به این نتیجه رسید که افرادی که نحوه‌ی نواختن یک قطعه موسیقی مشخص را می‌آموزند، اگر در طی خواب آن را بشنوند، پس از بیداری بهتر از بقیه می‌توانند آن قطعه را دوباره بنوازند.

انتظار امتحان

در سال ۲۰۱۱ گروهی دیگر از محققان به بررسی یکی دیگر از عوامل تقویت روند تثبیت خاطرات در مغز پرداختند. در آزمایشی که ترتیب داده شده بود، شرکت‌کنندگان باید مجموعه‌ای از جفت کلمات را پیش از خوابیدن حفظ می‌کردند. به نیمی از این افراد گفته شد که صبح روز بعد از آن‌ها آزمونی به عمل خواهد آمد.

در پایان مشخص شد افرادی که فکر می‌کردند فردا باید آموخته‌های خود را در امتحان عرضه کنند، در یادآوری این خاطرات، در مقایسه با کسانی که از امتحان اطلاع نداشتند و یا با وجود اطلاع از آزمون نخوابیده بودند، عملکرد بهتری داشتند. دانشمندان این گونه نتیجه‌گیری کردند که انتظار مورد آزمون قرار گرفتن و خواب پس از آن می‌تواند مغز را به تکرار و تقویت هر چه بیشتر آموخته‌ها وادار کند. اگر فکر کنید که باید آموخته‌هایمان را در طی یک امتحان یادآوری کنیم، احتمال به خاطرسپردن آن‌ها در طی یک دوره خواب افزایش می‌یابد.

حذف و فراموشی اطلاعات

همان‌طور که گفته شد، مغز در طی خواب به تثبیت برخی اطلاعات و خاطرات روزانه می‌پردازد. اما یکی دیگر از وظایف مغز، بی‌توجهی و حذف برخی رویدادهای کم اهمیت است. آیا می‌توان از این ویژگی ذهن در راستای اهداف سازنده بهره گرفت. دکتر پالر یک بار دیگر مطالعه‌ای را در این زمینه ترتیب داد. او در این پژوهش دریافت که می‌توان آموزه‌ی ذهنی تثبیت شده‌ی افراد نظیر اینکه «زنان در زمینه‌ی یادگیری رشته‌های علوم تجربی ضعیف‌تر از مردان هستند» را در طی خواب تضعیف کند.

پاک کردن خاطرات ناگوار

همه‌ی ما در طول زندگی ممکن است خاطرات ناگواری داشته باشیم. برخی از این خاطرات ناخوشایند برای بعضی افراد حتی ممکن است روند عادی زندگی را مختل کرده و در نتیجه مشکلات زیادی برای آنها ایجاد کند. اما آیا می‌توان از توانایی مغز در خواب برای پاک کردن این خاطرات استفاده کرد؟

در مطالعه‌ای که چند سال قبل توسط دکتر «کاترینا هاونر» (Katherina Hauner) به انجام رسید مشخص شد این کار امکان‌پذیر است. در این پژوهش ابتدا تصاویر چند چهره‌ی مختلف به شرکت‌کنندگان نشان داده می‌شد. طی پخش این تصاویر نیز یک شوک الکتریکی خفیف به آن‌ها وارد می‌شد و یا اینکه در معرض یک رایحه‌ی خوش نظیر بوی نعنا یا لیمو قرار می‌گرفتند. به این ترتیب تصاویری که با شوک الکتریکی همراه بودند، به عنوان خاطراتی ناخوشایند در ذهن افراد ثبت می‌شد.

سپس این افراد به خواب می‌رفتند. طی خواب آن‌ها فقط در معرض بوهای خوش قرار می‌گرفتند و دیگر خبری از شوک الکتریکی نبود. در ابتدا این کار سبب اضطراب در این شرکت‌کنندگان در طول خواب می شد. دانشمندان با اندازه‌گیری عرق ایجاد شده بر روی پوست متوجه وجود این اضطراب می‌شدند، اما به تدریج این اضطراب از بین می‌رفت.

با استفاده از شیوه‌هایی خاص در طی خواب می‌توان از شدت خاطرات منفی ذهن کاست

بررسی واکنش این افراد پس از بیداری به تصاویری که قبلا با شوک همراه بود به مراتب اضطراب کمتری را به همراه داشت، اما در شرکت‌کنندگانی که همین مراحل را در طی بیداری طی کرده بودند، هیچ تغییری در میزان اضطراب آنها مشاهده نشد.

همه‌ی این مطالعات نشان می‌داد که مغز می‌تواند طی خواب اطلاعات جدیدی دریافت و روند تثبیت برخی اطلاعات را تقویت و یا تضعیف کند. در نتیجه آیا می‌توان این گونه نتیجه‌گیری کرد که دانشمندانی که بیش از نیم قرن پیش ادعای آموزش در طی خواب را مطرح کرده بودند، چندان هم بیراهه نرفته بودند؟ دو پژوهش جدیدی که در این زمینه به انجام رسیده است، مهر تائیدی بر ادعای چند دهه پیش درباره یادگیری در خواب است.

ارتباط صدا با بو

درنخستین مطالعه، «آنات ارزی» (Arzi) و همکارانش در فلسطین اشغالی، به بررسی تاثیر ارتباط بو و صدا در طی خواب پرداختند. در این مطالعه، افراد در طول خواب در معرض یک صدای مشخص همراه با یک بوی خوشایند (نظیر بوی دئودورانت) و یک صدای مشخص دیگر و یک بوی بد (مثل بوی ماهی گندیده) قرار گرفتند. همه این اتفاقات در طی خواب روی داده بود و به همین دلیل آن‌ها هیچ نوع آگاهی از این مساله نداشتند. پس از بیداری، هر یک از این صداها به صورت مجزا و بدون هر گونه بو برای این شرکت‌کنندگان تکرار شد.

انسان به صورت معمول در برابر بوهای خوشایند، عمیق‌تر نفس می‌کشد و در برابر بوهای ناخوشایند نیز نفس‌های سطحی و غیرعمیق می‌کشد. پژوهشگران در کمال شگفتی دیدند که این شرکت‌کنندگان در حالت هوشیاری، به محض شنیدن دوباره‌ی صدایی که قبلا در خواب با بوی خوشایند همراه بود، عمیق‌تر نفس می‌کشیدند و با شنیدن صداهایی که در خواب با بوی نامطبوع همراه بود، از عمق تنفس‌شان کاسته می‌شد.

ترک سیگار در خواب!

اگر بتوان در طی خواب به مغز یاد داد که بین دو محرک ارتباط برقرار کند و سپس فرد بتواند به طور کاملاً ناخودآگاه رفتاری مرتبط با این دو محرک را از خود نشان دهد، پس شاید بتوان از این توانایی مغز برای آموزش رفتارهایی خاص به افراد استفاده کرد. دکتر آنات ارزی این بار مطالعه‌ای دیگر را ترتیب داد. در این مطالعه ۶۶ فرد سیگاری حضور داشتند. طی مدتی که این افراد در آزمایشگاه خوابیده بودند، در معرض بوی سیگار به همراه بوی ماهی گندیده یا تخم مرغ فاسد شده قرار می‌گرفتند. پس از گذشت یک هفته از این آزمایش مشخص شد که میزان مصرف دخانیات توسط این افراد ۳۰ درصد نسبت به هفته‌ی پیش کاهش یافته است. جالب اینجا بود که گروهی از شرکت‌کنندگان که در بیداری (و نه خواب) در معرض این دو بو قرار داشتند، چنین رفتاری را از خود نشان ندادند و تغییری در میزان مصرف دخانیات آن‌ها ایجاد نشد. در واقع اثربخشی این شیوه، فقط به اجرای آن در حین خواب بستگی داشت.

استفاده از محرک بو طی خواب می‌تواند حتی به ترک سیگار در افراد سیگاری بیانجامد

مغز در خواب

این مطالعه و پژوهش‌های دیگری که به آن اشاره کردیم، نشان می‌دهند که مغز در طی خواب فرآیندی ویژه را برای پردازش خاطرات در پیش می‌گیرد که موجب افزایش توانایی ایجاد ارتباط بین محرک های گوناگون می شود. با این وجود هنوز هم اطلاعات زیادی در مورد چند و چون این فرآیند نداریم.

یکی دیگر از یافته‌های محققان این بود که در طی خواب REM به ندرت یادگیری روی می‌دهد. واژه‌ی REM مخفف عبارت «حرکت سریع چشم» (Rapid Eye Movement) است. در طی این بخش از خواب، چشمان ما به سرعت حرکت می‌کنند و در همین مرحله است که ما خواب می‌بینیم.

در مقابل، این ارتباط‌دهی بین محرک‌ها بیشتر در طی بخشی از خواب به نام «خواب موج کوتاه» (slow wave sleep) روی می‌دهد. خواب موج کوتاه نوعی خواب عمیق است که سلول‌های مغزی در دوره‌هایی متناوب، از حالت عدم فعالیت به فعالیت و بالعکس می‌روند. در واقع در این بخش از خواب، فعالیت سلول‌های عصبی مغز به شدت متغیر است.

برخی از دانشمندان بر این باورند که نوسانات کوتاه امواج مغزی در طی این بخش از خواب می‌تواند به تثبیت خاطرات بیانجامد. همچنین شاید این فرآیند از درهم آمیزی رویاهایی که می‌بینیم با خاطرات واقعی جلوگیری کند. نتیجه‌ی مطالعاتی که دیدیم نشان می‌دهد که مغز می‌تواند بین برخی محرک‌ها (نظیر بو و صدا) در طی خواب، ارتباط ایجاد کند. اما آیا می‌توان مجموعه‌ای از اطلاعات کلامی را نیز در طی خواب آموخت؟

یادگیری بیشتر در طی خواب

سال‌هاست می‌دانیم بخشی از مغز که وظیفه‌ی پردازش اطلاعات کلامی را بر عهده دارد، در طی خواب همچنان فعال می‌ماند و به همین دلیل است که اگر وقتی خواب هستیم کسی اسم‌مان را صدا بزند، احتمال بیدار شدن ما بیشتر از مواقعی است که نام فردی دیگر را در طی این دوره ناهوشیاری بشنویم.

همین مساله گروهی دیگر از پژوهشگران را به فکر بررسی امکان پردازش اطلاعات کلامی توسط مغز در هنگام خوابیدن انداخت. در یک مطالعه، از گروهی شرکت‌کنندگان خواسته شد تا به دسته‌بندی کلماتی که می‌شنوند بپردازند. از این افراد خواسته شد هر گاه نام یک «حیوان» را می‌شنوند، دکمه‌ای را با دست «راست» و هر گاه نام یک «جسم» را می‌شنوند دکمه دیگری را با دست «چپ» فشار دهند. گفتنی است فشار دادن دکمه با دست «راست» موجب فعالیت نیمکره‌ی «چپ» و فعالیت دست «چپ» نیز موجب واکنش نیمکره‌ی «راست» می شود.

شرکت‌کنندگان این فعالیت را طی بیداری انجام می‌دادند و فعالیت مغزی آن‌ها نیز توسط دستگاه نمایش امواج مغزی (EEG) ثبت می‌شد. پس از گذشت مدتی، از این افراد خواسته شد تا در اتاقی تاریک روی یک تخت راحت دراز بکشند و هر وقت خواستند به خواب بروند. این افراد تا پیش از به خواب رفتن همچنان دکمه مرتبط را فشار می‌دادند.

مغز حتی در طی خواب هم به پردازش اطلاعات ورودی می‌پردازد

پس از اینکه افراد به خواب می‌رفتند، دیگر هیچ دکمه‌ای فشرده نمی‌شد. با این حال، بررسی فعالیت مغزی آن‌ها توسط دستگاه نشان می‌داد که فعالیت مغز آنها از کار نمی‌ایستاد و همچنان نیمکره‌ها به اسامی اعلام شده واکنش می‌دادند. در واقع ذهن ناخودآگاه آن‌ها به پردازش اطلاعات معنادار ورودی می‌پرداخت و البته سرعت این پردازش به نسبت کندتر از حالت هشیاری بود.

به این ترتیب مشخص شد مغز نه تنها در طی خواب می‌تواند اطلاعات معنادار کلامی را دریافت کند، بلکه می‌تواند آن را پردازش کند و حتی واکنشی مناسب نیز به آن بدهد. همان طور که مغز شرکت‌کنندگان در این مطالعه حتی در حین خواب هم به دسته‌بندی کلمات ادامه می‌داد، شاید بتوان از این شیوه برای یادگیری در خواب بهره گرفت.

دنیای یادگیری در خواب: بیم ها و امیدها

اگر بتوان امکان یادگیری در خواب را فراهم کرد، شاید بتوانیم شاهد تحولی در زمینه آموزش باشیم. برخی دانشمندان بر این باورند که در آینده می‌توان از این شیوه برای بهبود آموزش مهارت‌هایی نظیر موسیقی، زبان خارجی و یا حتی مهارت‌های ورزشی بهره گرفت. همچنین شاید بتوان برخی عادت‌های زشت نظیر مصرف دخانیات و حتی نفرت از برخی غذاها را از بین برد. همچنین امکان کاهش برخی باورهای نادرست نظیر تبعیض نژادی را نیز تضعیف کرد.

از سویی دیگر، برخی دانشمندان بر این باورند که خواب، نقشی بسیار حیاتی در سلامت ذهنی و جسمی ما دارد و بهره‌گیری هدفمند از این فرصت استراحت و بازیابی برای دادن اطلاعات بیشتر به آن، ممکن است روند طبیعی زندگی انسان را مختل کند. به هر حال شاید فعلا برای نتیجه‌گیری در مورد کارایی شیوه آموزش در خواب زود باشد. شاید مطالعات آینده‌ی دانشمندان جنبه‌های جدیدی از این مساله را مشخص کند.

یادگیری زبان خارجی در خواب

با اینکه شاید یادگیری زبان خارجی در خواب ناممکن باشد، اما شیوه‌هایی برای بهره‌گیری از خواب جهت افزایش امکان به خاطرسپاری و یادآوری آموخته‌ها وجود دارد.

• چرت بزنید: اگر بلافاصله پس از یادگیری چیزی جدید بخوابید، امکان به خاطرسپاری آن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. به همین دلیل، چرت زدن در طی روز می‌تواند موجب تقویت خاطرات و آموخته‌های جدید شود.
• استفاده از بوها: یکی از راه‌های یادگیری بهتر، استفاده از یک رایحه‌ی مشخص است. اگر در طی یادگیری در محیطی با یک بوی خوشایند مثل بوی نعنا حضور داشته باشید و طی خواب نیز این بو را استشمام کنید، آموخته‌های جدید بیشتر در ذهن‌تان تثبیت می‌شود.
• انتظار آزمون: انتظار اینکه آموخته‌ها را باید در یک امتحان مورد ارزیابی قرار دهیم، سبب افزایش فعالیت مغزی برای به خاطرسپاری آنها می‌شود. برای این کار می‌توانید پس از یادگیری یک مطلب خاص، یک آزمون ساده طرح کنید و سپس بخوابید. مغز شما در طی خواب به خاطر آزمون، موارد آموخته شده را بیشتر تثبیت خواهد کرد.

منبع: Newscientist