- Pesquisadores de Yale confirmaram, em experimentos com camundongos, que durante o sono o hipocampo consegue agrupar e processar cerca de 15 experiências não relacionadas vividas ao longo do dia dentro de um único evento com menos de 1 segundo
- Esse fenômeno está ligado à codificação generativa do hipocampo e permite que o cérebro alterne rapidamente entre representações de experiências diferentes, lidando com vários fluxos de informação em paralelo
- O experimento registrou a atividade dos neurônios do hipocampo durante 19 horas e 30 minutos, enquanto os camundongos se deslocavam livremente por 15 contextos espaciais, incluindo longos períodos de sono
- Durante o sono, representações temporalmente comprimidas de experiências diferentes aparecem alternadamente dentro do mesmo evento de preplay/replay, permitindo que experiências independentes sejam conectadas em episódios mais longos com menos de 1 segundo
- Também foi observado o efeito de posição serial, em que a primeira experiência e a mais recente são representadas com mais força, oferecendo um indício semelhante ao fenômeno em que humanos se lembram melhor dos primeiros e últimos itens de uma lista
O hipocampo processa junto as experiências do dia durante o sono
- Humanos e animais encontram e memorizam muitas experiências todos os dias, e durante o sono os conjuntos de neurônios do cérebro fazem replay dessas experiências para consolidá-las como memória
- Os mesmos conjuntos de neurônios também podem fazer preplay de experiências futuras, participando da codificação mais rápida de novas experiências em memória depois disso
- A maior parte das pesquisas anteriores focava em situações em que o animal vivia uma ou poucas experiências sequenciais, por isso ainda não estava claro como o cérebro processa muitas experiências ao mesmo tempo durante o sono
- Pesquisadores de Yale identificaram no hipocampo, responsável por memória e aprendizado, uma capacidade de codificação generativa que permite agrupar durante o sono, em uma janela de menos de 1 segundo, representações de cerca de 15 experiências não relacionadas ocorridas ao longo do dia
- Os resultados foram publicados na Nature Neuroscience
Desenho do experimento e atividade durante o sono
- Os camundongos circularam livremente ao longo do dia por 15 contextos espaciais diferentes, e os pesquisadores registraram a atividade dos neurônios do hipocampo por 19 horas e 30 minutos
- O período de registro incluiu longos intervalos de sono
- Esses intervalos foram usados para investigar a atividade offline do cérebro animal do ponto de vista do preplay e replay das experiências
- A análise dos dados identificou vários modos de codificação que aumentam a capacidade e a eficiência da rede do hipocampo durante o sono, permitindo processar múltiplas representações de experiências sem interferência
- Dentro do mesmo evento de preplay·replay durante o sono, o cérebro pode alternar como um piscar entre representações temporalmente comprimidas vindas de duas ou mais experiências diferentes
- Essa característica aumenta bastante a capacidade de processamento paralelo de informação sem interferência durante o sono
- Experiências independentes podem ser agrupadas em episódios mais longos de preplay·replay que preservam aspectos sequenciais da ordem em que ocorreram
- A ordem das experiências ao longo do dia é comprimida em episódios de replay com menos de 1 segundo
Como reduz a interferência e distingue memórias
- No cotidiano, novos contextos e eventos surgem continuamente, e cada experiência precisa ser codificada e depois lembrada de forma distinta, sem grande interferência entre elas
- George Dragoi afirmou que ainda não se sabia como o cérebro resolvia esse problema, e que praticamente faltavam experimentos que tratassem disso de forma direta
- Modelos computacionais vinham sugerindo que, ao ser exposto a várias experiências, pode surgir interferência catastrófica entre as representações cerebrais de experiências novas e antigas, levando ao esquecimento das experiências anteriores
- Estes resultados reforçam a explicação de que o hipocampo possui uma capacidade de processamento semelhante à de um computador, capaz de separar ou combinar significados enquanto processa em paralelo cadeias diferentes de informação
Efeito de posição serial e representações geradas internamente
- Durante o processo de representação no sono, também foi confirmado o efeito de posição serial
- A primeira experiência e a mais recente são representadas com mais força durante o sono do animal
- Isso é semelhante ao fenômeno de memória em que humanos lembram melhor do primeiro e do último item em uma sequência de eventos ou itens
- Dragoi disse que o mecanismo cerebral identificado está relacionado à forma como o cérebro forma e expressa representações geradas internamente do mundo, como memória, imaginação e insight
1 comentários
Comentários do Hacker News
É um método que comecei na graduação e que virou totalmente um hábito na pós: quando saía uma lista de problemas de matemática, à noite eu passava 1 ou 2 horas tentando encarar de forma honesta; se travasse, eu pulava logo adiante e, no fim, quase nunca resolvia muita coisa
Depois dormia bem por pelo menos umas 7,5 horas e, quando olhava de novo de manhã depois de tomar café, muitas vezes conseguia resolver bastante coisa, ou pelo menos fazer progresso
Sempre fui mais uma pessoa matutina, então pode haver um viés, mas conheço várias pessoas que usam uma estratégia parecida
Não tento resolvê-los; na manhã seguinte, em geral, possíveis soluções já me vêm à mente. Funciona bem na vida real, mas infelizmente não funciona em entrevistas
Antigamente trabalhei num lugar em que era preciso terminar um ticket/tarefa antes de poder passar para o próximo, e por vários motivos era uma política completamente idiota
Por outro lado, por volta das 14h, parecia que meu cérebro mudava para o modo memorização; resolver problemas ficava mais difícil do que de manhã, mas eu lembrava muito mais do que lia
Então organizei minhas atividades de estudo de acordo com essa tendência, e hoje, aos 46 anos, ainda sinto algo parecido. Para problemas difíceis, se possível, espero até a manhã seguinte, e muitas vezes uma solução que não estava ao alcance na noite anterior surge com facilidade
Tento deixar a leitura principalmente para a noite, mas numa vida com família não há tantas opções de horário
Replay hipocampal (hippocampal replay) foi o tema da minha tese de doutorado. Foi estudado principalmente em roedores, mas desde então também passou a haver muito mais pesquisa com humanos
Minha proposta de doutorado era que a fadiga cognitiva é uma construção adaptativa. Em vez de ser um sinal de que a glicose se esgotou e não dá mais para funcionar, é mais como uma sugestão ao agente para ficar “offline” e fazer replay
Dois coautores meus escreveram um artigo muito influente que formulou as equações de Q-learning para replay: https://www.nature.com/articles/s41593-018-0232-z
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22357941/
Dizem que a formação hipocampal dos beija-flores é muito maior, em relação ao volume do telencéfalo, do que a de qualquer outra ave já examinada. Imagino que a capacidade de “computação” espacial do hipocampo consuma glicose numa espécie de “GeoPU” dos beija-flores, permitindo que eles pensem em um espaço volumétrico 3D, não em um espaço vetorial, o que torna precisas a memória de local e horário de alimento e a navegação em voo pairado
É algo como “computar para viver e viver para computar”. O pessoal de GPU deveria estudar beija-flores. Pode ser especialmente útil para busca de caminhos em IA com percepção por sensores. Alguns beija-flores migram cerca de 2.000 milhas, do Chile ao Canadá
https://www.hummingbirdsplus.org/nature-blog-network/ruby-th...
É preciso considerar com que frequência esse ser precisa reabastecer no ar e que ele precisa conhecer a rota que conecta da forma mais eficiente todos os pontos de alimentação ao longo de 2.000 milhas
https://i.imgur.com/3MvzmX9.png
Beija-flores conseguem sustentar completamente o voo pairado, que consome muita energia, apenas com glicose ou frutose ingeridas externamente
https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111...
Por meio de especializações na dieta, no comportamento e na fisiologia metabólica, eles aumentam a ingestão líquida de energia e utilizam tanto frutose quanto glicose em um nível que mamíferos não conseguem acompanhar. Dá para imaginar quantas ondas devem estar circulando no hipocampo para sustentar um corpo com aceleração instantânea e controle preciso de altitude
Beija-flores são criaturas realmente incríveis, e deveríamos estudar a regulação da glicose por meio da formação hipocampal dos beija-flores, não a dos camundongos
Durante a Segunda Guerra Mundial, o almirante Raymond Spruance, da Marinha dos EUA, era famoso por se manter muito calmo mesmo em meio a crises, e dava enorme importância a dormir o suficiente para se manter em seu melhor estado durante as batalhas
Mesmo quando outros oficiais ficavam acordados por 36 a 48 horas, ele sabia que precisava estar em sua melhor forma para cumprir bem suas enormes responsabilidades, então lia romances e ia dormir
Ele também caminhava mais de 8 milhas por dia mesmo no mar, circulando pelo navio e discutindo as questões do dia com outros oficiais. Caminhar é bom para ficar divagando, seja remoendo problemas na cabeça, seja dando “espaço” para o subconsciente trabalhar
Eu queria ter essa capacidade. Sei bem o quanto meu desempenho piora quando não durmo o suficiente
No fim, acabo sofrendo o pior dos dois lados. Tento dormir cedo, mas as engrenagens na cabeça continuam girando e não pego no sono; aí fico irritado por não conseguir dormir, o que torna ainda mais difícil adormecer
Se eu tivesse ficado acordado por mais 4 horas, ao menos teria feito alguma coisa; no fim, fico igualmente cansado e só ruminando o fato de não conseguir dormir
Por um lado, é praticamente o único momento em que consigo ouvir algo por cerca de uma hora inteira; por outro, talvez fosse melhor usar esse tempo, como foi dito, para dar espaço para a mente trabalhar
Tive a sorte de poder viver centrado no inconsciente e decidi conscientemente permitir que o inconsciente conduzisse minha vida
Essa ideia veio de Le Corbusier[1], que certa vez descreveu seu processo de trabalho como uma etapa de reunir os detalhes de um projeto, uma etapa de fazer outras coisas enquanto deixava o inconsciente processar o projeto e, por fim, sentar-se para concluir o projeto
A desvantagem é não saber quando a inspiração virá nem quando exatamente será possível terminar. Por isso, considero importante ser bem organizado e registrar tudo
Isso também dá tempo e espaço para explorar possíveis soluções em áreas aparentemente não relacionadas. É uma espécie de navegação zen para trabalhar em projetos
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Le_Corbusier
[2] https://www.goodreads.com/quotes/667285-he-had-a-tremendous-...
Me lembrou a forma como escritores ou poetas são descritos: esperando as ideias chegarem, às vezes continuando a esperar, às vezes tendo um lampejo a partir de um acontecimento aleatório
Algo que sempre me intrigou, mas para o qual não encontrei estudos conclusivos, é se dormir imediatamente após uma sessão de aprendizado/treino, seja mental ou físico, em vez de descansar acordado, é o ideal
Se o sono é o melhor estado em que o corpo pode estar para consolidar memórias e reduzir a fadiga, parece lógico tentar entrar nesse estado o máximo possível
A parte difícil é conseguir adormecer quando se quer, sem medicamentos, mas acredito que a capacidade de pegar no sono rapidamente pode ser aprendida
https://www.inc.com/melanie-curtin/want-to-fall-asleep-faste...
Normalmente, no fim de uma prática de asanas de yoga, e às vezes também entre as posturas, fazemos savasana, descansando em uma atenção aberta. Minha professora sempre dizia que essa era a parte mais importante da aula e que permitia que tudo fosse integrado
Quando comecei Muay Thai, tinha a sensação de “perder” muito do que havia aprendido na aula, então comecei a fazer savasana assim que chegava em casa. Em um estado parecido com o de logo antes de dormir, meu cérebro repassava o conteúdo da aula
Quando também estou realmente travado em um problema de programação, sinto que fazer 10 a 15 minutos de savasana e depois voltar ajuda
Propus que a fadiga cognitiva é um construto adaptativo que inclina as pessoas a ficarem offline e reproduzirem memórias, e que, da perspectiva de aprendizado/recompensa, isso é ótimo do ponto de vista da teoria da decisão
https://mayank-agrawal.com/papers/AgrawalMattarCohenDaw21.pd...
Fecho os olhos e deixo a mente vagar. É parecido com a fase anterior a adormecer. Na maioria das vezes, esse vagar da mente já é suficiente, mas às vezes acabo dormindo, e ambos os estados ajudam
O ano letivo deveria se estender ao longo de todo o ano, com pausas mais frequentes, em vez de longos períodos de descanso como as férias de verão
Seria muito bom se os alunos tivessem algo como um horário de soneca. Talvez alguma escola particular pudesse tentar isso
Com o passar dos anos, passei a perceber, quando fico travado em algum problema, se é um bloqueio que o sono vai resolver
Hoje consigo ir dormir com a certeza de que, mesmo algo de que agora não tenho a menor ideia, provavelmente estará resolvido pela manhã
Se não, pergunto por que não, reformulo ou movo para uma “lista de desejos”, um nível abaixo de um “roadmap”
A criatividade se beneficia da maturação, isto é, do processo de largar por um tempo e ver que tipo de reestruturação e novas ideias aparecem
Depois de ler não lembro de nada, mas, ao acordar, aquilo aparece magicamente na memória. Muito útil
Material relacionado: The Committee of Sleep: How Artists, Scientists, and Athletes Use Dreams for Creative Problem-Solving – https://en.wikipedia.org/wiki/The_Committee_of_Sleep
Dirigir também é parecido. Depois de passar o dia inteiro batendo a cabeça contra a parede e desistir, no caminho de carro para casa, meio desligado, surge a solução ou pelo menos um problema que eu não tinha enxergado
The Sleep Solution e Why We Sleep também tratam disso. Além disso, afirmam que o sono REM é uma parte central dessa experiência
A analogia mais útil foi a de que o sono REM é o processo de gravar os dados do cache no disco rígido. Nesse processo, os dados são limpos e a sobrecarga emocional que estava grudada neles diminui
Por exemplo, se você passou por uma grande tristeza, sonhar com ela é essencial no processo de superação
Se você usa soníferos ou álcool, o sono REM é suprimido
A Segunda Guerra deveria ser um exemplo clássico da importância de dormir o suficiente. Dos dois lados, houve vários erros causados por líderes que ficaram dias sem dormir
O almirante Kurita talvez pudesse ter levado adiante sua vantagem na Batalha de Samar, e o almirante Halsey talvez tivesse evitado os dois tufões encontrados pela força-tarefa. Claro, é fácil ficar sentado aqui digitando isso sem passar pela pressão avassaladora de uma guerra
O sono REM é responsável pelos sonhos e faz o papel de comparar as experiências do cache com o armazenamento de longo prazo. Se minha memória não falha, é isso
Meus sonhos parecem se dividir mais ou menos em 25/25/25/25: experiências cotidianas comuns, sonhos iguais ou muito parecidos, situações totalmente novas e sonhos surrealistas em que sou colocado magicamente em lugares e situações aleatórios
Sempre pensei que fossem uma mistura e reorganização de experiências passadas e recentes, com um pouco de cenários hipotéticos futuros acrescentados
O “piscar” soa como um bom teste A/B para hipóteses, e a reprodução parece boa para memorização
Nos sonhos mais hipotéticos, muitas vezes percebo que estou sonhando porque a física é estranha ou porque não sinto nada ao beliscar o rosto, então talvez eu esteja atrapalhando um pouco o processo. Talvez seja uma característica de INTJ
Quando era criança, lembro que conseguia perceber isso e voar, mas hoje em dia quase não consigo subir mais de 10 metros do chão. Parece que colocaram um limitador de velocidade