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私の母は5人の子供のうちの1人であるため、彼女と彼女の兄弟の不運について多くの物語を持っています。 私のお気に入りの1つは、私の「奇妙な」おじさんドーシーと彼の初期の科学的努力を中心に展開しています。 母が8歳の頃、兄は毎晩ベッドの下でテーププレーヤーを滑らせ、エドガーアランポーの詩「The Raven」（1845）を静かに読みました。 毎晩、彼はテープを再生し、彼女がすべての露出から詩を自発的に暗唱するかどうかをテストしようとしました。 彼女の言い方では、レコーディングが始まるたびに目が覚めました。 確かに、彼女はまだ最初の数行を暗唱できますが、それは彼女が毎晩詩によって目覚めたからです。
私の叔父は母を「眠らせて学ぶ」ことはできませんでしたが、彼のアイデアのいくつかはそれほど見当違いではなかったかもしれません。 睡眠学習は催眠療法とも呼ばれていますが、私の研究室や他の研究者の神経科学者は、睡眠中の音の合図などの刺激を使用して記憶を強化する方法を発見しています。
初期の研究者は、ドーシーおじさんと同じ間違いを犯し、睡眠中に浸透によって新しい材料を学ぶことができると考えました。これは、Aldous HuxleyのBrave New World （1932）です。 ディストピアの小説のように、この睡眠学習を試みる実験は、睡眠が催眠状態のようなものであるという誤った前提にしばしば基づいていました。 1920年代、一部の研究者は、参加者が眠っている間にオーディオ録音を再生することで、まったく新しい情報を参加者に教えることができると考え、発明者はそのアイデアに基づいてデバイスを販売し始めました。 漫画の少年天才が巨大なガジェットを使用して、眠っているときに自分でフランス語を教えようとする「Big Cheese」（1996）のデクスターズラボラトリーとはそれほど違いはありませんでした。
1950年代になって初めて、研究者は催眠療法の宣伝効果が睡眠によるものではないことを発見しました。 代わりに、これらの仕掛けは実際に人々を目覚めさせました。 デバンカーは、頭皮に置かれた電極を介して脳の電気信号を記録する脳波計（EEG）と呼ばれる比較的確立された技術を使用して知ることができました。 参加者にEEGを使用すると、研究者は睡眠学習者が実際に目覚めていること（今日の研究でまだ行っていること）を知ることができました。 50年後、睡眠中に記憶を変更することが以前とは予想されていた方法とまったく異なる方法で可能になったことがわかりました。
2007年に、リューベック大学の神経科学者ビョルンラッシュと同僚は、以前に学習した資料に関連する匂いが睡眠中の脳の合図に使用できると報告しました。 調査の著者は、ゲームの濃度のように、グリッド上のオブジェクトの場所を参加者に教え、彼らがそうするようにバラの香りにさらしました。 次に、参加者は研究室で眠り、実験者は睡眠の最も深い段階（徐波睡眠）まで待ってから再び臭気にさらされました。 その後、目が覚めたとき、参加者はオブジェクトがどこにあるのかを思い出すのに非常に優れていました。 これは、学習中にバラの匂いにさらされ、徐波睡眠中に匂いがした場合にのみ機能しました。 覚醒中またはレム睡眠中にのみ臭気にさらされた場合、キューは機能しませんでした。
それは本当であるにはほとんど良すぎるように見えました。 匂いで学習中の記憶に本当に「タグ」を付けてから、睡眠中に脳にそれをリハーサルするように説得できますか？ 最初の論文以来、複数の研究が発見を検証し、臭気の代わりに音の合図を使用するなどの新しいバリエーションもありました。
私が働いているノースウェスタン大学の認知神経科学Pallerラボでは、神経科学者が単一の音を単一のオブジェクトにリンクし、個別に再アクティブ化できることを示す複数の論文が発表されています。 たとえば、濃度を再生して、猫が左下隅にあり、ティーケトルが右上にあることを知ることができます。 猫を学ぶと、鳴き声が聞こえ、やかんを学ぶと、whiが聞こえます。 徐波睡眠中に鳴き声などの音を1つだけ再生する場合、実際には猫の位置をケトルよりもよく覚えているでしょう。 覚えておいてください、これらの項目は両方とも最初は同じようによく学習され、睡眠手がかりが猫を優先的に助けたことを示しています。 再アクティブ化する特定のメモリを選択するこの機能は、ターゲットメモリの再アクティブ化（TMR）と呼ばれます。
TMRと呼ぶのは、このようなサウンドキューを再生すると、前のタスクからオブジェクトの位置を学習した記憶が再び活性化すると考えられるためです。 私の研究室では、この記憶の再生により、脳が記憶表現を強化し、より良い想起につながると考えています。 マサチューセッツ工科大学の脳科学者ダニエル・ベンドールとマシュー・ウィルソンは、ラットを使って、以前の学習に関連する音のキューを管理したときに、まさにこの予想されるリプレイを見つけました。
神経科学者は現在、TMRを機能させ始めています。 私のグループの最近の研究の1つは、プレイヤーがミュージシャンとして中心的な役割を果たすビデオゲームギターヒーローによく似ています。 現在、プリンストン大学のポスドクであるが当時は大学院生だったジェームス・アントニーは、参加者にキーボードで2つの音楽シーケンスを学習させました。 曲は4つの音符で構成されており、実際のゲームのように、落ちてくる円として表示されていました。 両方の歌を同じようによく学んだ後、参加者は仮眠を取り、Antonyは歌の1つでそれらを頭出ししました。 睡眠後に彼らが再テストされたとき、参加者は、睡眠の合図されたものよりも、合図された歌の方が優れていました。 眠っている脳に以前の学習を思い出させるだけで、新しい楽器や歌をどれだけ早く学習できるかを考えてください！
いくつかのトランスレーショナルリサーチが表面化し始めていますが、TMRや睡眠キューの一般的な境界はまだわかりません。 2017年の論文で、私の研究室と同僚のポスドク研究者であるLaura Batterinkは、TMRキューとREM睡眠の組み合わせが午後の昼寝中にキューに入れられた単語をよりよく思い出すことを発見しました。 この研究は、キューメモリが既存のメモリネットワークに統合されている場合、レム睡眠が有益な状態であると指摘しているようです。
まだ対処していない未解決の質問には、外国語学習（つまり、文法学習）、または単に外国語の学習に役立つものがありますか？ 高齢人口のメモリパフォーマンスを維持するために使用できますか？ いくつかの記憶を再活性化することは、他の記憶がより速く一掃されることを意味しますか？
個人的には、これらのキューによって、これらの再活性化された記憶がどのように変化するのか興味があります。 私の現在のプロジェクトの目的は、キューがメモリ全体の詳細を維持するのか、またはこれらのキューがメモリの「要点」を統合して余分な詳細を失うのかを調査することです。 あるいは、TMRは、メモリ統合のすべての側面を向上させ、未キューのアイテムのみの認知コストを表示するのに役立つ場合があります。
いくつかの課題があり、これらの質問に対処するための新しいプロジェクトが常に増えています。 しかし、私たちはまだ眠っている脳を理解する最前線にいます。 私たちが人生の約3分の1で行う活動には、答えよりも多くの質問があります。 たぶん、おかしなドーシーおじさんと彼のポーテープは、実際に睡眠研究の未来を予知していたのかもしれません。 
