האם אנחנו לומדים בזמן השינה?

אוגוסט קקולה ישן שנת ישרים במיטתו כשלפתע התעורר מחלום מוזר. הוא חלם על נחש שמסתובב סביב זנבו ומנסה לנגוס בו. באבחה אחת עלתה במוחו ההברקה שמולקולת הבנזן יוצרת מבנה טבעתי הדומה בצורתה לנחש הרודף אחרי זנבו והתגלית הזו הובילה למהפיכה בתחום. הסיפור הידוע והדי שנוי במחלוקת (בגירסאות אחרות הוא בכלל חלם בהקיץ) אמור להעיד על כוחו של החלום.

כנראה שלא לחינם קיים הביטוי "לישון על זה", ביטוי המרמז על יכולת המוח שלנו להגיע לתובנות חדשות לאחר השינה. אבל למרות התפישה הפופולארית של חשיבות השינה לעיבוד מידע חשוב, כמעט 150 שנה עברו מאז חלומו של קקולה ואנחנו עדיין נמצאים במידה רבה באפילה בהבנת תהליכי השינה והחלום. זה די מוזר אם חושבים על זה שאנחנו מבלים כשליש מחיינו בשינה. רוב האנשים לא מקדישים לשינה מחשבה רבה מדי אלא רק כאשר משהו משתבש. פסיכולוגים ורופאים מטפלים באנשים שסובלים מסיוטים בלילה, נדודי שינה והפרעות אחרות, אבל רק מעטים יחסית מתייחסים ליתרונות של שינה בריאה. בכלל, בתור פעילות כל כך הכרחית לקיום שלנו יש באופן מפתיע מעט מאוד מחקרים בנושא שינה וחלומות, אבל בשנים האחרונות המגמה הזו משתנה ויש התעניינות גוברת והולכת בנושא. כתבתי על הנושא פעמיים בעבר (כאן ופה), בעיקר על ההיבטים האבולוציוניים של השינה. עכשיו אני מעוניין להתייחס לשינה בכלליות בעקבות כתבה שהתפרסמה בנושא ב-Scientific American Mind.

המחקרים האחרונים מעלים תמונה מרתקת שבו המוח פעיל מאוד בזמן שינה בעיבוד מידע שהצטבר במהלך היום. הוא סורק את הזכרונות האחרונים, מייצב אותם, מעתיק אותם ומתייק אותם כך שהם יהיו שימושיים יותר ביום המחרת. לילה של שינה טובה יכול להפוך את הזכרונות שלנו להרבה יותר חסינים למידע אחר שמנסה להתערב ולהפריע, ולעזור לנו לזכור אותם טוב יותר ביום שאחרי. השינה לא רק מחזקת את הזכרונות אלא גם עוזרת לנו להיפטר מזכרונות לא חשובים כדי שלא יצרו עומס מיותר על המוח. המוח יכול גם לקשר בין זכרונות שונים ואפילו לעזור לנו למצוא את המשמעות בדברים שאנחנו לומדים.

עד שנות ה-50 מדענים חשבו שהמוח שלנו לא פעיל בזמן השינה. התפישה הייתה שהשינה מגינה על זכרונות פשוטים על ידי חסימה של הפרעות שונות. המחשבה הייתה שאנחנו שוכחים דברים בגלל שזכרונות חדשים פשוט דוחקים זכרונות ישנים. אבל בגלל שבזמן שינה זכרונות חדשים לא נוצרים, הזכרונות הטריים נשמרים. בשנות ה-50 נחשפו השלבים השונים של השינה שכוללים מחזורים של 90 דקות כל אחד, והתפישה של השינה כמשהו פאסיבי השתנתה באחת (הסבר מפורט בקישורים שלעיל). המוח כבר לא נחשב לנח במצב שינה, והיה ברור שמשהו קורה בו, משהו אקטיבי, אבל עדיין לא היה ברור מה בדיוק מתרחש שם.

נקודת המפנה התרחשה בעקבות מחקר פורץ דרך מ-1994 שנעשה על ידי הישראלים אבי קרני ודב שגיא ממכון וייצמן. הם גילו שאנשים השתפרו במשימה שמטרה להבחין בין אובייקטים שונים שהם ראו אחרי השינה, אבל רק אם הם חוו את שלב תנועת העיניים המהירות (REM). כשנמנע מהם השלב הזה בשינה, השיפור בביצוע המשימה לא התרחש. זה היה המחקר הראשון ששלל את התפישה שהמוח פאסיבי בזמן השינה. משהו היה צריך להתרחש במוח בזמן השינה שישנה את הזכרונות שנוצרו ביום הקודם. מחקרים נוספים גילו שהשיפור מתקיים רק אם הנבדק ישן לפחות 6 שעות ברציפות ושלא רק שנת ה-REM חשובה. למעשה, כל שלב בשינה הכרחי על מנת שתהיה למידה.

מחקרים שבאו בעקבות המחקר הנ"ל הוכיחו שוב ושוב עד כמה המוח פעיל בזמן השינה. מחקר אחד למשל, נתן לנבדקים לשנן צמדי מילים כגון שמיכה-חלון. למחציתם ניתנה האפשרות לישון ולמחצית השנייה לא. כצפוי, הנבדקים שישנו קודם זכרו טוב יותר את צמדי המילים המקוריות טוב יותר. כעת ניסו החוקרים לשבש את הלמידה המקורית וליצור הפרעה, על ידי זה שנתנו לכל הנבדקים לשנן צמדי מילים כגון שמיכה-נעל. הנבדקים שישנו זכרו כעת אפילו טוב יותר את צמדי המילים המקוריות ולא חלה כל הפרעה לזכירה שלהם עם הצגת צמדי המילים המבלבלות. במילים אחרות, תוך כדי שינה הזכרונות נעשו יציבים יותר ועמידים יותר לשיבושים.

השינה עושה הרבה יותר מזה ולא רק עוזרת לייצוב זכרונות. בניסוי אחר יצרו החוקרים סדרה של תמונות. התמונות היו של חפצים שונים על רקע נייטרלי. בחלק מהתמונות החפץ היה נייטרלי, ובחלק אחר החפץ היה לא נעים. הנבדקים צפו בתמונות אחת אחרי השנייה. 12 שעות מאוחר יותר בחנו החוקרים את הזכרון של הנבדקים לחפצים השונים ולרקעים. התוצאות היו מפתיעות למדי. הנבדקים שישנו שנת לילה בריאה זכרו טוב יותר את החפצים הלא נעימים בשיעור של 15% לערך. הזכירה של הרקעים הייתה חלשה למדי, ואחרי כמה ימים הם זכרו רק את החפץ ומהרקע לא נשאר כמעט דבר. סוג הזכירה הזה מתרחש ביום יום כל הזמן. אנשים זוכרים טוב יותר דברים שמעוררים אצלם רגשות. המחקר הזה הראה שכנראה לשינה יש תפקיד חשוב בזכירה כזו.

בזמן השינה המוח משחזר פעילות נוירונית שמתרחשת במהלך היום ובכך מחזק את הזיכרון לטווח ארוך. הדבר הודגם לראשונה במחקר על חולדות. חוקרים לימדו חולדות מה הדרך הטובה והקצרה ביותר להשיג מזון במבוך מסוים. הם תיעדו את הפעילות המוחית שלהן בזמן שהן עוברות במבוך. מאוחר יותר, הם תיעדו את הפעילות המוחית שלהן בזמן שינה ומצאו שהנוירונים שהחולדות הפעילו בזמן הריצה במבוך הופעלו שוב בזמן שינה. אלו בעיקר תאים בהיפוקמפוס שאחראים לזיכרון מרחבי. נראה שהחולדות יוצרות מפה קוגנטיבית של המבוך והתאים בהיפוקמפוס יורים באותו סדר שמתקיים בזמן שהםןעוברות בו בפועל. החולדות פשוט מתאמנות בריצה במבוך, ואפשר ממש לדעת איפה החולדה "נמצאת" במבוך על סמך הנוירונים הנורים בזמן השינה שלה.

החזרות על המסלול קיימות גם אצל בני אדם. מעבר לכך, נראה שבזמן השינה אנחנו מתאמנים בעיקר על משימות שאנחנו מתקשים בהן. במחקר אחד הורו לאנשים ללמוד רצפים שרירותיים של תווים על המקלדת (רצפים שאין להם משמעות כלשהיא). על הנבדקים היה להקיש את הרצפים לאחר הלמידה ולאחר שינה בריאה. מתברר שאחרי השינה אנשים השתפרו בעיקר ברצפים שבו הביצוע שלהם היה הגרוע ביותר.

ההשפעות הללו של השינה ללא ספק מרשימות אבל זה עוד לא הכל. מחקרים חדשים מראים ששינה מקדמת אפילו את העיבוד של זכרונות חדשים, עוזרת בפתרון בעיות ומנתחת מידע כך שהוא יניב תובנות חדשות. הנה דוגמא למחקר שמדגים את זה. במחקר נתנו לאנשים ללמוד היקשים לוגיים. למשל, אם רפי מבוגר מדליה ודליה מבוגרת מיהודה אז ברור שרפי מבוגר מיהודה. אנשים צריכים לחבר את שתי פיסות המידע בדרך למסקנה הזו, משהו שהם עושים באופן אוטומטי ולא מודע. ההסקה הזו מאפשרת ללמוד מידע חדש בלי שהוא יוצג לנו בצורה ישירה. הדוגמא הנ"ל פשוטה למדי, אבל בניסוי נתנו לנבדקים להסתכל בצורות צבעוניות ומופשטות שאין ביניהן קישור אינטואטיבי, מה שהופך את המשימה למסובכת יותר. במקרה כזה, גם אחרי 20 דקות של למידה אנשים עדיין מתקשים למצוא את הקישורים החבויים. אם בוחנים את האנשים לאחר 12 שעות הם מבצעים את המשימה הרבה יותר טוב, אבל אם הם ישנו באותן 12 שעות הביצועים שלהם הם הטובים ביותר. הזמן הוא מרכיב חשוב בהפנמה של המבחנים הללו ושינה גורמת לשיפור הכי גדול.

בניסוי אחר, לימדו נבדקים לפתור בעייה מתמטית בצורה כלשהיא כאשר הפתרון ארוך ומעייף (למשל, חילוק ארוך), ונתנו להם 100 תרגילים להתאמן עליהם. אחר כך שלחו את הנבדקים לדרכם ל-12 שעות כשנתנו להם הוראות לתרגל את התרגילים עוד 200 פעם. מה שהחוקרים לא סיפרו לנבדקים היה שיש דרך הרבה יותר פשוטה וקלה לפתור את התרגיל המתמטי. אם הנבדקים מצאו את אותה דרך החוקרים יוכלו לדעת את זה מיידית כי מהירות הפתרון שלהם תשתפר באופן ניכר. הרבה מהנבדקים הצליחו לעלות על הפתרון המהיר אבל כאשר נתנו לאנשים לישון ב-12 השעות הללו, יותר מפי שניים וחצי אנשים הצליחו למצוא את הפתרון המהיר. בדרך כלשהיא, המוח הישן מצא את הפתרון המהיר בלי בכלל לדעת שהוא צריך לחפש אותו או שהוא קיים.

כל הדוגמאות הללו מראות שמה שבטוח זה שהמוח שלנו ממש לא פאסיבי בזמן השינה. שינה יכולה לתרום לתובנות שונות שאנחנו לא יודעים בכלל שהן אפשריות. מה שגם ברור זה שמחסור בשינה פוגם ביכולת של המוח להגיע לאותן תובנות. השאלה שעדיין אין לה תשובה היא מה הבסיס האבולוציוני לכל זה? למה שדווקא בזמן השינה נוכל לפתור בעיות ביתר קלות? הםא לא היה יותר הגיוני שזה יתרחש במשך היום? תשובה אפשרית אחת היא ששינה הייתה קיימת הרבה לפני שהמוח שלנו פיתח יכולות קוגנטיבית עילאיות. ברגע שהיכולות הללו התפתחו היה יותר יעיל לנצל את הזמן בצורה יעילה יותר מה שהוביל לעיבוד מידע בלילה. או שאולי זה בעצם להיפך. קידוד ועיבוד זכרונות נעשים בצורה היעילה ביותר כשישנים, כאשר לא מגיע למוח קלט חדש שמפריע לעיבוד הזה. העיבודים הלא מודעים הללו דורשים אותם משאבים קוגנטיביים שדרושים לתהליכים אחרים במשך היום, רק שבמשך היום הם אינם פנויים.

בקצרה, ישנן שאלות רבות שמחכות לתשובה, ואולי חלק מהתובנות החדשות יגיעו אחרי שנת לילה טובה.

Both comments and trackbacks are currently closed.

תגובות

  • זם זם קולה  On 15/09/2008 at 9:28 pm

    כבר כשהייתי נער בתיכון מצאתי פתרונות לבעיות מסובכות במתטמטיקה תוך כדי החלום

    גם בזמן לימוד הנהיגה הייתי מתרגל תוך כדי שינה
    כך שעברתי בטסט ראשון לאחר 12 או 14 שיעורים בלבד

  • אסף פדרמן  On 16/09/2008 at 12:30 am

    אבל משהו בתכנון הניסויים האלה נראה לי בעייתי, ואשמח לשמוע אם יש תשובה לזה. אני מניח שיש, ואני מאוד אופתע אם אף אחד לא חשב על זה.

    איך אפשר לדעת אם השיפור הוא בגלל שהמוח עובד על הבעיות בזמן שינה, או בגלל שהוא פחות עייף בזמן הבחינה השנייה?

  • עמית  On 16/09/2008 at 12:49 am

    את התיבות האחרונות של החמישייה הראשונה שהלחנתי חלמתי בלילה. זה לא שקמתי ערני ומלא מרץ ובהינף יד סיימתי לכתוב (מה שהשאלה של אסף אולי מכוונת אליה). אלא שממש חלמתי בלילה מה בדיוק כל כלי צריך לנגן בתיבות האחרונות. ראיתי את התווים ממש בחלום, והייתי חצי מודע למצב, כך שעשיתי מאמץ לזכור את מה שאני רואה.
    בבוקר, באמת זכרתי. ובכשעה עבודה השלמתי את היצירה, עליה כבר עבדתי תקופה ארוכה.

    אז אני יודע.. זו חוויה אישית, ולא מדע. ואם אין תיעוד של המוח שלי עובד על איזה MRI זה לא נחשב… ובכל זאת.

  • גיל  On 16/09/2008 at 1:27 am

    ראשית, לא ממש ברור אם המוח עובד על הבעיות או שהדברים מגיעים בצורה עקיפה יותר. שנית, אני לא חושב שהמוח פחות או יותר עייף בבדיקה השנייה. צריך לזכור שהבדיקות בשתי נקודות זמן לא נעשו דקה לפני השינה או מייד לאחריה אלא מתי שהוא במהלך היום. הערנות של אנשים משתנה במהלך היום ויש כידוע לך אנשי בוקר לעומת אנשי לילה כך שלא נראה לי שזה שינה במשהו.

  • Observer  On 16/09/2008 at 11:22 am

    זה קרה לי בעבר לא פעם, שהלכתי לישון עם בעיה, ובמקלחת של הבוקר פתאום צץ לו הפתרון, לפעמים אפילו מבלי שחשבתי עליו כלל בבוקר. כנראה שזה קרה אחרי שהמח עבד על פתרון בזמן השינה.

    השאלה שמעניינת אותי היא האם בסיטואציה מסוימת, בהקשר של מציאת פתרון לבעיה – שינה עדיפה על ערות, והאם ניתן לדעת את זה מראש. נניח שאתה "תקוע" על בעיה, האם יש דרך לדעת האם כדאי ללכת לישון על זה, או להמשיך לחפור.

    בכל מקרה, פוסט מרתק. תודה!

  • גיל  On 16/09/2008 at 6:29 pm

    או לתכנן מראש. מה שכן, ידוע באופן כללי שעבודה מאומצת על בעייה לא תמיד מובילה לפתרון וחוקרים ממליצים על לקיחת הפסקות ואי חשיבה על הבעייה מה שמשחרר כנראה את המשאבים במוח. במידה רבה, ריצה, הליכה או רכיבה על אפניים גם יכולים לעזור באותה הארה חמקמקה.

  • חן  On 17/09/2008 at 12:28 am

    אני זוכר שבתיכון, כשעבדתי על פרויקט בתיכנות הייתי באופן יזום הולך לישום כשהייתי נתקל בבאג ממש מעצבן ומתעורר אחרי כמה שעות עם פיתרון מוכן בלי להתאמץ כמעט בכלל.
    בצבא כשהייתי עושה את זה פתחו עליי עיניים אבל הם העדיפו שאני אפתור בעיות מאשר אהיה ער..

    עכשיו שאני באוניברסיטה אני דואג כל הזמן לישון בצורה טובה. כל החבר'ה שקמים מוקדמים והולכים לישון מאוחר בשביל לחרוש למבחנים יכלו לחסוך לעצמם הרבה עצבים ופשוט ללמוד ברוגע תוך כדי שינה מרובה

  • אמיר  On 17/09/2008 at 6:59 pm

    אנשים שמעשנים גראס או חשיש באופן קבוע מציינים לפעמים שהעישון פוגע להם בזכרון לטווח קצר, ושהם לפעמים מתקשים לזכור דברים כמו: איפה החניתי אתמול את האוטו.
    כמו כן רבים מהם מספרים שבתקופות של עישון מרובה הם לא חולמים בלילה, והחלומות חוזרים רק עם הפחתת העישון.
    ייתכן שהפגיעה בזכרון לא נובעת מחומרים שיש בקנביס אלא פשוט כתוצאה מהיעדר החלומות.

  • אלון נחמן  On 18/09/2008 at 12:10 pm

    בזמן החלימה המוח שופך את הכל על השולחן ועושה סדר בבלגן.

  • משתמש אנונימי (לא מזוהה)  On 28/10/2008 at 10:15 pm

    היי גיל,
    הרבה זמן לא הייתי כאן בעניינים , אבל פעם התכתבנו.
    בהקשר של השינה , רציתי לדעת למה ישנם הבדלים בהזדקקות לשעות שינה בין האנשים ואני לא מתכוונת על זקנים או ילדים . יש כאלו שגם אם הם עובדים בתפקידים תובעניים מסתפקים בחמש שעות שינה ומרגישים מצויין (איזה כיף להם)
    בעוד אחרים צריכים את השמונה שעות כדי להרגיש טוב עם עצמם.
    בנוסף קראתי מחקר שעוסק בכך שלאדם הראשון היו שני מחזורי שינה , הוא היה מתחיל את הלילה בשינה אחרי 5 שעות בערך קם לשעתיים ,מסתובב קצת בחוץ, מקיים יחסי מין וחוזר לישון.
    שמעת על זה משהו??

  • גיל  On 28/10/2008 at 11:46 pm

    כאן:

    http://www.notes.co.il/greengross/38569.asp

    לגבי שעות השינה: יש שונות טבעית בין אנשים אבל נכון שאנשים זקוקים לפחות שעות שינה ככל שהם מזדקנים. זה כנראה קשור לחשיבות של השינה להתפתחות הקוגנטיבית של ילדים אבל לא ממש ברור לגמרי למה זה קורה.

  • לימור  On 10/01/2009 at 8:01 pm

    הי גיל,
    הנושא הזה מרתק גם אותי.
    האם אתה יכולה להפנות אותי למאמרים השונים בנושא.
    תודה

  • גיל  On 10/01/2009 at 8:21 pm

    או פשוט לחפש על הנושא במאגרי מידע אקדמיים או לא אקדמיים. יש די הרבה מידע על הנושא.

%d בלוגרים אהבו את זה: