Forfattere
Evnen til at huske detaljerede oplysninger kaldes high-fidelity langtidshukommelse. Vi bruger high-fidelity langtidshukommelse til at huske detaljerne i vores yndlingshistorier, og hvordan man sporer, hvilket familiemedlem et par grønne sokker tilhører. Når vi bliver ældre, falder evnen til at huske disse detaljer i takt med, at hjernens helbred ændres. Vi skabte et virtual reality-videospil kaldet Labyrinth-VR med det formål at genoprette hukommelsen. Når deltagerne spiller Labyrinth-VR, øver de sig i at finde ud af, hvor de vil hen, ved at bruge den korteste rute. I Labyrinth-VR lærte deltagerne et virtuelt nabolag at kende og skulle derefter finde vej rundt for at løbe ærinder. I vores undersøgelse spillede 49 ældre enten 12 timer med Labyrinth-VR eller 12 timer med iPad-spil. Resultaterne af tests af high-fidelity langtidshukommelse viste, at det at spille Labyrinth-VR, men ikke iPad-spil, førte til forbedringer i deltagernes score.
Tænk tilbage på din første dag på en ny skole, kan du huske, hvor stor bygningen føltes, og hvor kompliceret det var at finde dit klasseværelse? Efter et par måneder føltes det, som om du ville kunne finde rundt med bind for øjnene. Du kunne endda vise en ny elev, hvordan man kommer fra dit klasselokale til kantinen uden at fare vild. Din hukommelse giver dig mulighed for at genkalde og bruge information, du har lært tidligere. Hukommelsessystemet i hjernen fungerer i tre trin. Det første trin kaldes læring, eller kodning, og det indebærer at indtage information. Før vi kan hente information, skal vi først være opmærksomme og indkode den.
I det andet trin lagres den kodede information i hjernen. Hver dag indkodes en masse information i vores hjerner. For eksempel, da din lærer første gang viste dig dit klasseværelse, indkodede du information om værelsesnummeret, om du skulle gå ovenpå, og hvilke andre værelser der var i nærheden. De fleste af disse oplysninger lagres i hjernen i en mere stabil tilstand, når vi sover. Disse erindringer kan opdateres over tid, eller de kan forsvinde. Langtidshukommelse er evnen til at huske information, som vi har indkodet og lagret fra en tidligere oplevelse. Det tredje trin i hukommelsen kaldes genkaldelse. Hentning er, når vi forsøger at huske specifikke oplysninger, enten ved at anstrenge os, f.eks. til en prøve, eller mere automatisk, f.eks. at gå hen til dit klasseværelse hver morgen.
Der findes flere former for langtidshukommelse, men en af de vigtigste former kaldes high-fidelity long-term memory Nogle gange, når vi genkalder os vores erindringer, udelader eller forveksler vi visse detaljer, fordi vi ikke kan huske præcis, hvad der skete. Ordet “fidelity” betyder, at noget er nøjagtigt eller loyalt, så “high-fidelity langtidshukommelse” betyder, at vi husker oplevelser med specifikke detaljer om, hvordan de skete. Denne type hukommelse er krævende for hukommelsessystemet, fordi den kræver, at vi koder detaljeret information, gemmer detaljerne i langtidshukommelsen og genfinder dem præcist. Denne proces er afhængig af en del af hjernen, der kaldes hippocampus[1].
Langtidshukommelse med høj troværdighed falder ofte, når hjernen ældes og gennemgår normale, aldersrelaterede ændringer i hippocampus’ sundhed [2]. Når folk bliver ældre, har de sværere ved at lære, huske og opretholde troskab i deres langtidshukommelse. Det betyder, at når de husker – eller genfinder – noget, kan de udelade vigtige detaljer. Der findes i øjeblikket ingen behandlinger, der kan genskabe en langtidshukommelse med høj troværdighed.
Har du nogensinde fundet vej ud af en majslabyrint? Så har du brugt spatial navigation! Rumlig navigation refererer til evnen til at tage information fra vores omgivelser og navigere fra der, hvor vi er, til der, hvor vi gerne vil hen, på den mest effektive måde. Rumlig navigation bruger mange af de samme hjernesystemer, som bruges til langtidshukommelse. Fra dyreforsøg ved vi, at udforskning af nye, komplicerede miljøer kan forbedre funktionen i de samme hukommelsessystemer [3-5].
Vi var nysgerrige efter at vide, om den samme type rumlige navigationsopgaver, som forbedrede hukommelsen hos dyr, også kunne forbedre hukommelsen hos mennesker. Da ældre voksne ofte oplever et fald i langtidshukommelsen, mente vi, at de ville have gavn af rumlig navigationstræning som en måde at styrke deres langtidshukommelsessystem på.
Til vores eksperiment udviklede vi en virtual reality videospil kaldet Labyrinth-VR, hvor menneskelige deltagere skulle øve sig i rumlig navigation. Virtual reality er et 3D-computersimuleret miljø, som deltagerne kan interagere med og bevæge sig igennem ved at bære et særligt headset (figur 1A, B). I Labyrinth-VR lærer deltagerne nye kvarterer at kende og demonstrerer derefter, hvad de har lært, ved at navigere effektivt for at fuldføre tildelte ærinder. For eksempel kan en deltager få til opgave at navigere til en købmand, en bank og en restaurant som deres ærinder.
Labyrinth-VR bliver sværere, jo flere der spiller, for at sikre, at deltagerne hele tiden udfordrer deres hukommelsessystem. Når en deltager har klaret ærterne i et kvarter, rykker de et niveau op, og de skal klare alle ærterne igen i en tyk tåge, der begrænser deres udsyn. Når de har gennemført alle niveauer i et kvarter, rykker de op til et større, mere komplekst kvarter med nye ærinder.
Labyrinth-VR er designet til at træne rumlig navigation ved at udfordre deltagerne til at navigere gennem helt ukendte omgivelser. Med sensorer på anklerne kan deltagerne desuden gå gennem det virtuelle spilmiljø, ligesom de ville gøre i virkeligheden. At gå rundt i spillet får oplevelsen til at føles mere virkelig, og deltagerne får motion, hvilket har vist sig at forbedre hukommelsen og hjernens sundhed [6].
I vores undersøgelse ville vi se, om det at spille Labyrinth-VR kunne forbedre hukommelsen mere, end det at spille andre videospil kunne. For at teste dette fordelte vi tilfældigt 49 raske ældre voksne (gennemsnitsalder 68,7 ± 6,4 år, 20 kvinder og 29 mænd) i to grupper. Den ene gruppe spillede Labyrinth-VR i 12 timer, og den anden gruppe, som vi kaldte , var kontrolgruppen spillede 12 timers kommercielt tilgængelige iPad-spil derhjemme i løbet af 3-4 uger (figur 1C). Hver træningssession varede 45 minutter.
De spil, som kontrolgruppen spillede, blev vurderet til at være lige så engagerende som Labyrinth-VR, men forskellige nok fra vores spil til, at de ikke ville træne hukommelsessystemet. Ingen af iPad-spillene krævede navigation, langtidshukommelse eller fysisk træning.
Hvordan målte vi langtidshukommelsen for at se, om den blev bedre eller ej? Først havde vi brug for en startmåling af hukommelsespræstationen, før deltagerne begyndte at træne. Det gjorde vi ved at teste alle deltagerne i både kontrol- og Labyrinth-VR-gruppen med den samme hukommelsesopgave. Derefter testede vi dem igen, efter at de havde gennemført alle 12 timers træning, for at se, om deres præstation havde ændret sig.
Den opgave, vi bruger til at måle langtidshukommelsen, kaldes en mnemoteknisk diskriminationsopgave. Opgaven er designet til at vurdere, hvor præcist deltagerne kan huske detaljer om de billeder, de fik vist (figur 2). Først gennemførte deltagerne en indkodningsfase, hvor de studerede billeder af almindelige genstande, f.eks. en rød ballon. Efter en pause på 30 minutter blev deltagerne testet i deres hukommelse af objekterne. De fik vist et billede ad gangen og blev spurgt, om de genkendte objektet fra indkodningen. De fik vist tre typer billeder: det nøjagtige objekt, de så i indkodningsfasen, som den røde ballon; et objekt, der ikke var med i indkodningsfasen, som et bord; og et objekt, der ikke var med i indkodningsfasen, men som lignede et, der var med, som en gul ballon.
Hvis en deltager huskede detaljerede oplysninger om objekterne i indkodningsfasen, ville de være i stand til korrekt at identificere den røde ballon som et “gammelt” objekt, de havde set før, og bordet og den gule ballon som “nye” objekter, de ikke havde set. Hvis en deltager ikke kunne huske detaljerede oplysninger om objekterne i kodningsfasen, ville de måske fejlagtigt identificere den gule ballon som “gammel”, fordi de ikke kunne huske ballonens farve fra kodningen. Andelen af korrekt identificerede objekter giver os en score, som vi kan bruge som et startmål for en deltagers langtidshukommelse.
Efter at deltagerne havde afsluttet deres træning med enten Labyrinth-VR eller iPad-spillene, tog de den samme test af langtidshukommelsen. Vi ønskede at se, om de i testen efter træningen kunne identificere flere objekter, det samme antal objekter eller færre objekter korrekt sammenlignet med deres startscore [7].
Da vi sammenlignede scoren for hukommelse før og efter træningen for hver deltager, viste resultaterne, at deltagerne i Labyrinth-VR-træningsgruppen opnåede større forbedringer i high-fidelity langtidshukommelse end iPad-kontrolgruppen gjorde. Vi fandt, at deltagerne i Labyrinth-VR-gruppen identificerede flere objekter korrekt end før deres træning, hvilket betyder, at deres evne til at huske detaljerede oplysninger var blevet bedre (figur 3). De forbedrede sig også mere, end iPad-kontrolgruppen gjorde. Det fortæller os, at stigningen i deres score sandsynligvis skyldtes Labyrinth-VR træningen og ikke andre faktorer [8].
Da deltagerne nåede forskellige sværhedsgrader i Labyrinth-VR ved slutningen af deres træning, så vi også på, om det niveau, en deltager nåede, var relateret til, hvor meget deres score blev forbedret i hukommelsestesten. Resultaterne viste, at jo højere niveau de opnåede i Labyrinth-VR, jo større var gevinsten i hukommelsestesten.
I denne undersøgelse sammenlignede vi langtidshukommelsen før og efter, at ældre voksne trænede med Labyrinth-VR eller med kontrol-iPad-spil. Vi fandt, at Labyrinth-VR-gruppen efter 12 timers træning forbedrede deres langtidshukommelse mere, end kontrolgruppen gjorde. Vi fandt også, at opnåelsen af højere niveauer i Labyrinth-VR førte til større forbedringer i langtidshukommelsen.
Langtidshukommelsen svækkes med alderen, og det kan påvirke den daglige funktion. Der findes i øjeblikket ingen behandlinger eller medicin, der kan hjælpe med at forhindre dette fald. Vores undersøgelse viste, at træning ved hjælp af et virtual reality-spil førte til forbedret langtidshukommelse hos raske ældre. Vores resultater førte os også til nye spørgsmål, som kan besvares af fremtidig forskning. Ville Labyrinth-VR, der ikke involverede motion, for eksempel også forbedre hukommelsen? Kan Labyrinth-VR forbedre hukommelsen for mennesker, der oplever hukommelsestab, når de bliver ældre? Hvad kan vi lære om hjernens hukommelsessystem ved at scanne folks hjerner før og efter, at de har gennemført Labyrinth-VR-træning? Ved at besvare disse og andre spørgsmål kan vi måske udvikle en behandling, der kan hjælpe voksne med at bevare sundheden i deres langtidshukommelsessystem, når de bliver ældre.
Indkodning: Den indledende indlæring og lagring af information i vores hjerner.
Langtidshukommelse: Evnen til at huske information, som vi har indkodet fra tidligere oplevelser.
Højtroværdig langtidshukommelse: Evnen til at huske meget detaljerede oplysninger fra en oplevelse.
Hippocampus: Et hjerneområde, der er nødvendigt for indlæring, hukommelse og rumlig navigation.
Rumlig navigation: Evnen til at lære sine omgivelser at kende, til at navigere sig frem til det sted, man vil hen, ved hjælp af den mest effektive rute.
Virtuel virkelighed: Computerkodegenererede 3D-billeder, som man kan interagere med via et særligt headset. Det er slet ikke virkelige billeder.
Kontrolgruppe: Den gruppe i en undersøgelse, der ikke får den eksperimentelle behandling, men gennemfører hele forsøgsproceduren. Forskere sammenligner resultaterne fra forsøgsgruppen med kontrolgruppen for at se, om forsøgsbehandlingen havde en effekt.
Mnemoteknisk diskriminationsopgave: En opgave designet til at teste, hvor godt folk kan huske detaljer om objekter og se forskel på identiske og lignende billeder.
[1] Squire, L., Zola-Morgan, S., 1991. Det mediale temporale lobhukommelsessystem. Videnskab 253:1380-6. doi: 10.1126/science.1896849
[2] Yassa, M., Mattfield, A., Stark, S., og Stark, C. E. L. 2011. Aldersrelaterede hukommelsesmangler knyttet til kredsløbsspecifikke forstyrrelser i hippocampus. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108:8873-8. doi: 10.1073/pnas.1101567108
[3] Negron-Oyarzo, I., Espinosa, N., Aguilar-Rivera, M., Fuenzalida, M., Aboitiz, F. og Fuentealba, P. 2018. Koordineret præfrontal-hippocampal aktivitet og navigationsstrategirelateret præfrontal fyring under rumlig hukommelsesdannelse. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 115:7123-8. doi: 10.1073/pnas.1720117115
[4] Harvey, C., Collman, F., Domback, D., og Tank, D. 2009. Intracellulær dynamik i hippocampale stedceller under virtuel navigation. Natur 461:941-6. doi: 10.1038/nature08499
[5] vanPraag, H., Kempermann, G., og Gage, F. H. 2000. Neurale konsekvenser af miljøberigelse. Nat. Rev. Neurosci. 1:191-8. doi: 10.1038/35044558
[6] Wang, C., Yu, J. T., Wang, H. F., Tan, C. C., Meng, X. F., og Tan, L. 2014. Ikke-farmakologiske interventioner for patienter med mild kognitiv svækkelse: en meta-analyse af randomiserede kontrollerede forsøg med kognitionsbaserede og træningsinterventioner. J. Alzheimer’s Dis. 42:663-78. doi: 10.3233/JAD-140660
[7] Macmillan, N. A., og Creelman, C. D. 2004. Detektionsteori: A User’s Guide. 2nd Edn. London: Psychology Press.
[8] Bakker, A., Kirwan, C. B., Miller, M., og Stark, C. E. L. 2008. Mønsteradskillelse i human hippocampal CA3 og dentate gyrus. Videnskab 319:1640-2. doi: 10.1126/science.1152882
Mennesker har lavet musik i titusinder af år. Men hvad sker der i din hjerne, når du lytter til dit yndlingsband eller din yndlingsmusiker? I denne artikel følger du lydens rejse fra ørerne til hjernen, hvor forskellige områder arbejder sammen, mens du lytter til musik. Musik involverer mange hjernefunktioner, såsom lydbehandling, hukommelse, følelser og bevægelse. Du vil også opdage, at hjernen kan lære at genkende velkendte mønstre i musik, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor musik kan gøre os glade, triste eller endda ophidsede. Til sidst vil du udforske, hvad der sker i musikeres hjerner, når de spiller på deres instrumenter.
…
Kunstig intelligens (AI) systemer bliver ofte rost for deres imponerende præstationer inden for en lang række opgaver. Men mange af disse succeser skjuler et fælles problem: AI tager ofte genveje. I stedet for virkelig at lære, hvordan man udfører en opgave, bemærker den måske bare enkle mønstre i de eksempler, den har fået. For eksempel kan en AI, der er trænet til at genkende dyr på fotos, stole på baggrunden i stedet for selve dyret. Nogle gange kan disse genveje føre til alvorlige fejl, såsom en diagnose fr , der er baseret på hospitalsmærker i stedet for patientdata. Disse fejl opstår selv i avancerede systemer, der er trænet på millioner af eksempler. At forstå, hvordan og hvorfor AI tager genveje, kan hjælpe forskere med at designe bedre træningsmetoder og undgå skjulte fejl. For at gøre AI mere sikker og pålidelig skal vi hjælpe den med at udvikle en reel forståelse af opgaven – ikke bare gætte ud fra mønstre, der har fungeret tidligere.
…
Er du nogensinde faldet og slået hovedet, mens du legede? Følte du dig lidt svimmel og havde ondt i hovedet? Hvis ja, kan du have fået en hjernerystelse! Hjernerystelser kan ske hvor som helst. De kan ske under sport, når du leger med dine venner eller endda når du cykler med dine forældre. Det kan være svært at vide, om du har fået en hjernerystelse. Mange børn og forældre er ikke sikre på, hvad de skal gøre, hvis nogen får en hjernerystelse. Læger og forskere ved, at det hjælper dig med at komme dig hurtigere, hvis du gør det rigtige efter en hjernerystelse. Denne artikel forklarer, hvad en hjernerystelse er. Den hjælper dig med at se, om du eller en ven har fået en hjernerystelse, og fortæller dig, hvad du skal gøre, hvis du nogensinde får en hjernerystelse.
…
Hjertet er en meget vigtig muskel, der arbejder uafbrudt for at pumpe blod og levere vigtige næringsstoffer og ilt til alle dele af kroppen. Denne artikel ser på, hvordan hjertet fungerer normalt, og hvad der sker, når det fungerer unormalt, som det er tilfældet med en tilstand kaldet atrieflimren (AF). AF er en almindelig tilstand, der opstår, når hjertet slår uregelmæssigt og ude af takt. AF kan øge en persons risiko for at udvikle alvorlige problemer som hjertesvigt eller slagtilfælde. Denne artikel ser også på, hvordan AF kan diagnosticeres, hvad der forårsager AF, og de forskellige måder, det kan behandles på.
…