Oleg А. Chagin (olegchagin) wrote,
Oleg А. Chagin
olegchagin

Category:

Вечером участники изучили 120 голландско-немецких пар слов

В данном исследовании проверили, может ли прослушивание перевода иностранных слов во время сна на самом деле как-то повлиять на словарный запас.
Учёные из университета Цюриха предположили, что консолидацию памяти можно улучшить с помощью активации воспоминаний во время сна с помощью повторного воздействия соответствующих сигналов (например, запахов или звуков).

Если вкратце:
Согласно данным, полученным в ходе клинических исследований, если перед сном учить иностранные слова и записать аудио с парами слово-его перевод, а потом включить себе этот трек фоном на время сна — проснувшись будешь помнить несколько больше (~на 10%) слов, чем если не слушать такое аудио (но это не точно).

Исследование
Исследовали запоминание голландских слов, ранее выученных испытуемыми, и прослушанных ими либо во время фазы медленного сна (NonREM), либо во время пассивного бодрствования (когда вы уже не совсем спите, но и не бодрствуете — прим. ред.). Повторное прослушивание слов во время сна улучшило запоминание перевода (по сравнению с не воспроизводимыми во время сна словами). Электроэнцефалографические записи с высокой плотностью показали, что успешность воздействия словесных сигналов во время NonREM сна связана с выраженной отрицательностью потенциалов, связанных с событиями, более высокой частотой фронтальных медленных волн, а также с повышением тета-частот в правом лобном и левом теменном колебаниях. Результаты показывают, что словесные сигналы во время фазы глубокого сна реактивируют ассоциированные воспоминания и способствуют лучшему запоминанию иностранных слов. Аналогичным образом, осцилляционный анализ показывает, что как медленные волны, характерные для сна, так и тэта-колебания (обычно связанные с успешным кодированием памяти во время бодрствования) могут быть использованы для усиления воспоминаний посредством репликации во время сна.

Введение
Владение языком является основополагающей базой общения. Успешность изучения нового языка существенно зависит от запоминания нового словарного запаса, как в случае изучения родного языка в младенческом возрасте, так и в при изучении иностранных языков школьниками и взрослыми. Было высказано предположение, что сон может играть важную роль в изучении языка, например, если предположить, что он положительно влияет на консолидацию памяти. Сон, по-видимому, способствует запоминанию младенцами абстрактных ассоциаций. связанных со словами искусственного языка, и способствует интеграции недавно выученных слов в уже существующие знания у взрослых. Исследования 2006-го года продемонстрировали, что способность учащихся запоминать иностранные слова улучшалась, когда за обучением следовал сон (по сравнению с последующим бодрствованием).
В приведённом здесь исследовании проверили гипотезу о том, что прослушивание иностранных слов во время сна после обучения улучшает их запоминание. Кроме того, было спрогнозировано, что улучшающий эффект от пассивного прослушивания слов является специфичным для сна, и не возникает во время бодрствования. Также, путем записи электроэнцефалографии (ЭЭГ) высокой плотности во время сна, учёные проверили гипотезу о том, что колебательная активность, связанная с прослушиванием во время сна, является прогностической для увеличения словарного запаса.

Условия исследования
В исследовании приняли участие 68 здоровых правшей, родной язык — немецкий, без знания голландского языка.
Ни один из участников не принимал никаких лекарств во время эксперимента, и ни один из них не имел истории каких-либо неврологических или психических расстройств.
Все испытуемые сообщили о нормальном цикле сна и бодрствования, и ни один из них не находился в ночную смену по крайней мере за 8 недель до эксперимента. Были набраны только субъекты с нормальным объемом рабочей памяти.
Исследование было одобрено комитетом по этике факультета психологии Цюрихского университета, и все участники дали письменное информированное согласие до участия. После завершения всего эксперимента участники получили 120 швейцарских франков (группы сна) или 100 швейцарских франков (группы бодрствования) соответственно.

Результаты
Как и ожидалось, повторение с голландских слов во сне улучшило запоминание немецкого перевода нужных слов. Участники правильно вспомнили 105,14 ± 2,64% слов, отобранных для обучения во сне, тогда как только 95,43 ± 2,07% слов были запомнены после сна без аудио-обучения. Улучшение словарного запаса почти на 10% за счет использования повторения во время сна можно назвать очень существенным. Помимо этого, реактивация словарного запаса во время сна показала тенденцию улучшения запоминания слов в целом. На индивидуальном уровне, для 12 из 15 участников обучение было полезным (диапазон от +1 до +11 слов, для абсолютной разницы между словами, которые включали и не включали), тогда как 3 участника не испытали положительных изменений (диапазон от 0 до -1 слов).
В основной группе сна запоминание повторявшихся во время сна пар слов было значительно улучшено по сравнению с не повторяющимися парами.
Чтобы проверить, есть ли наблюдаемая польза от прослушивания слов во время сна, учёные провели независимый контрольный эксперимент без каких-либо словесных сигналов во время сна после обучения (контрольная группа сна). Показатели памяти в контрольной группе после сна без каких-либо словесных сигналов были сопоставимы с характеристиками реакций, наблюдаемых в основной группе испытуемых, если говорить о словах, которые не подкреплялись повторением во время сна.
Эти показатели были значительно ниже по сравнению с показателями слов, которые повторяли основной группе эксперимента.
В двух группах бодрствования не было выявлено какого-либо положительного влияния прослушивания слов на их запоминание: ни в группе активного бодрствования, ни в группе пассивного бодрствования. Апостериорные тесты показали, что показатели отклика на слова в обеих группах сна были лучше по сравнению с группами бодрствования.

Обсуждение результатов
В целом, результаты этого исследования показывают, что прослушивание ранее выученной иностранной лексики во время сна действительно улучшает её дальнейшее запоминание.
Фактически, недавние исследования успешно использовали связанные с памятью запахи, звуки или мелодии, чтобы отслеживать и усиливать воспоминания во время сна. Представленное здесь исследование — важный шаг вперёд для этих исследований, показывающий, что сложные стимулы, такие как иностранные слова, также могут быть успешно использованы для реактивации воспоминаний во время сна, что приводит к расширению памяти для словарного запаса в дальнейшем. Эти результаты очень важны для изучения словарного запаса в образовательной среде, потому что процедура реактивации иностранного словарного запаса может быть легко применена к повседневным условиям обучения. Тем не менее, поскольку в текущем исследовании результат был протестирован ночью, после нескольких часов сна, будущие исследования должны проверить сохранение улучшения памяти на следующий день/через несколько дней. Кроме того, все еще необходимо определить, могут ли положительные эффекты от прослушивания во время сна сопровождаться какими-либо вредными воздействиями на зависимую от сна консолидацию в памяти другого материала, изученного в течение дня. И, наконец, в будущих исследованиях необходимо однозначно выяснить, действительно ли аудио-обучение во время сна облегчает изучение иностранного языка в долгосрочной перспективе.
В данном эксперименте выбрали нидерландский язык в качестве иностранного для проведения достаточного количества учебных испытаний, необходимых для анализа. Из-за близости голландского к немецкому или английскому языку, немецкоязычные участники могли бы легче выучить словарный запас и даже просто угадать значение некоторых слов. Следует принять во внимание, что степень предшествующего знания родственных языков, трудности в обучении и развитие памяти могут быть важными факторами, определяющими эффективность обучения во время сна, требующими дальнейшего изучения. Наиболее важно то, что тесная связь языков, возможно, значительно повлияла на успешное влияние повтора во время сна в данномисследовании. Таким образом, необходимо перепроверить результаты на более отдаленных друг от друга языках.
Результаты, касающиеся специфичности сна и отсутствия полезных эффектов в группах бодрствования, следует интерпретировать с осторожностью, поскольку реактивация в обеих группах бодрствования произошла ночью (23.00–02.00), и нужно проследить, влияли ли циркадные факторы на обучение. Таким образом, усталость от частичного недосыпания могла повлиять на производительность памяти. Тем не менее, молодые участники (и особенно студенты), как правило, привыкли не спать до 2 часов ночи, поэтому мы считаем, что возможное влияние усталости на производительность памяти в группах бодрствования было довольно небольшим. Более того, если после полудня у участников тестирования сохраняется положительный эффект, можно предположить, что лежащие в основе процессы этого преимущества отличаются от тех, которые действуют во время сна: частичное лишение сна в основном влияет на префронтальные функции, такие как внимание, рабочая память и, возможно, также влияние оказывает мотивация к улучшению показателей. Это требует дальнейшего изучения.

Заключение
В целом, результаты, представленные здесь, указывают на то, что сложные аудиосигналы, такие как иностранные слова, действительно способны реактивировать ассоциированные воспоминания во время сна, из чего следует, что некоторое восприятие слов сохраняется. Точно так же, предыдущие исследования восприятия вербальных сигналов во время сна, показали сохранение способности отмечать семантические несоответствия, а также отличать собственные имена участников от других имен во время сна.
Таким образом, исследование демонстрирует, что прослушивание повтора иностранных слов во время сна улучшает эффективность обучения, и что этот процесс сопровождается различными нейронными активностями, которые включают специфический для сна медленный колебательный механизм, но, возможно, также имеют некоторые свойства с тета- колебаниями, обычно наблюдаемыми во время успешного кодирования памяти во время бодрствования. Таким образом, аудиоповтор иностранной лексики во время сна после обучения может быть эффективным и легким инструментом для улучшения запоминания иностранных слов .

Cerebral Cortex, Том 25, Выпуск 11, ноябрь 2015 года, страницы 4169–4179,
https://doi.org/10.1093/cercor/bhu139



Авторы исследования: Thomas Schreiner Björn Rasch
Перевод и адаптация текста: Ольга Серова

/// Postscriptum
Некоторые детали исследования
ССубъекты исследования
В исследовании приняли участие 68 здоровых правшей, родной язык — немецкий, без знания голландского языка.
Ни один из участников не принимал никаких лекарств во время эксперимента, и ни один из них не имел истории каких-либо неврологических или психических расстройств.
Все испытуемые сообщили о нормальном цикле сна и бодрствования, и ни один из них не находился в ночную смену по крайней мере за 8 недель до эксперимента. Были набраны только субъекты с нормальным объемом рабочей памяти (Минимальный показатель OSPAN 20, см. далее)
В экспериментальные дни испытуемым предписывалось встать в 7 утра, им не разрешалось принимать кофеин и алкоголь или спать в дневное время.
Исследование было одобрено комитетом по этике факультета психологии Цюрихского университета, и все участники дали письменное информированное согласие до участия. После завершения всего эксперимента участники получили 120 швейцарских франков (группы сна) или 100 швейцарских франков (группы бодрствования) соответственно.

Методика
Участники вошли в лабораторию в 21.00. Сессия началась с применения электродов для стандартной полисомнографии, включая электроэнцефалографические (ЭЭГ), электромиографические (ЭМГ) и электрокардиографические (ЭКГ) записи. Перед экспериментом участники группы сна провели ночь адаптации в лаборатории сна.
Во всех 4 экспериментальных группах этап обучения начался в 22.00 ч. С задания по изучению слов. После выполнения учебного задания, участники обеих групп сна ложились спать в 23.00 ч.
В контрольной группе сна выполнялась та же процедура, но голландские слова не воспроизводились во время сна. Примерно через 2 часа испытуемые обеих групп сна были разбужены от 1 или 2 стадии сна, а через 2,15 часа повторный словарный запас был проверен во всех экспериментальных группах.

Задание по изучению слов
Задача изучения слов состояла из 120 голландских слов и их перевода на немецкий язык, которые были случайным образом представлены в 3 этапах обучения. Голландские слова были представлены устно (продолжительность 400–650 мс) через громкоговорители (уровень звукового давления 70 дБ). В первом круге обучения каждое голландское слово сопровождалось крестиком фиксации (500 мс), а затем визуальным представлением его немецкого перевода (2000 мс). Промежуточный интервал между последовательными парами слов составлял 2000–2200 мс. Испытуемым предписывалось запомнить как можно больше пар слов. На втором этапе снова были представлены голландские слова, за которыми следовал знак вопроса (продолжительностью до 7 с). Участникам было предложено озвучить правильное немецкое слово или сказать «следующий» (немецкий перевод: «weiter»). После этого правильный перевод на немецкий язык снова показывался в течение 2000 мс, независимо от правильности данного ответа. В третьем раунде обучения процедура была повторена без этапа показа правильного перевода. В третьем раунде участники правильно запомнили в среднем 60,88 ± 1,1 слова (от 40 до 82 слов) из 120 слов, что указывало на идеальную среднюю сложность задачи (результативность запоминания 50,41%) без какой-либо опасности экстремумов.

Процедура эксперимента.
Вечером участники изучили 120 голландско-немецких пар слов. После этого участники основной и контрольной групп сна спали в течение 3 часов, тогда как 2 другие группы не спали. В течение интервала хранения, 90 голландских слов (30 ранее запомненных, 30 ранее не запомненных и 30 новых слов) были повторно представлены снова. Контрольная группа не получала никаких сигналов во время сна. Через некоторое время участников протестировали на то, как хорошо они помнят перевод слов, при помощи процедуры получения обратной связи.

Реактивация словарного запаса
В фазе реактивации в течение 3-часового интервала голландские слова были представлены без перевода на немецкий язык. Презентация происходила через динамики (уровень звукового давления 50 дБ). Из 120 слов, изученных до интервала хранения, 60 слов были отфильтрованы, а 60 не были отфильтрованы в течение последующего интервала хранения. 60 «запоминаемых» слов состояли из 30 слов, которые участники запомнили на этапе предварительного обучения и 30 слов, которые участники не запомнили ранее. Слова были выбраны индивидуально и случайным образом для каждого участника с использованием автоматического алгоритма MATLAB. Кроме того, 30 новых слов были представлены в течение интервала удержания, которые не были включены в список предварительного обучения, служа в качестве контрольных стимулов. Таким образом, в общей сложности 90 голландских слов были представлены в течение интервала хранения. Презентация происходила каждые 2.800–3.200 мс в рандомизированном порядке в общей сложности в течение 90 минут, что приводило к 10–11 воздействиям на каждое слово. Рациональное повторение сигналов во время сна было получено из предыдущих исследований с использованием обонятельных сигналов, которые были повторены несколько раз, успешно вызывая реактивацию памяти во время сна (Rasch et al. 2007; Diekelmann et al. 2011; Rihm et al. 2014). Кроме того, мы стремились получить достаточное количество испытаний для детального анализа ЭЭГ. В основной группе сна воздействие голландских слов имело место во время стадий сна 2 и SWS. Экспериментатор постоянно следил за сном, и стимуляцию прерывали всякий раз, когда возникали полисомнографические признаки быстрого сна, возбуждения или пробуждения. В среднем представление голландских слов во время сна прерывалось в 5,2 ± 0,5 раза. В группе активного бодрствования репликация голландских слов происходила во время выполнения компьютеризированной задачи n-back. 3-часовой интервал удержания в следе был разделен на 30-минутные периоды. В течение первого, третьего и пятого 30-минутного периода участники выполняли задачу n-back (в том числе 27 67-секундных блоков 0-back, 1-back и 2-back блоков в рандомизированном порядке , для более подробной информации см. описание задачи). Субъектам было дано указание сосредоточиться на задании, и после каждого 30-минутного периода им давалась обратная связь по точности. В то время как испытуемые выполняли задание n-back, голландские слова воспроизводились так же, как и в спящей группе, в результате общее время воздействия составляло 90 мин. Между 3 блоками реактивации слов испытуемые заполняли анкеты и играли в компьютерную онлайн-игру (Bubble shooter). В группе пассивного бодрствования голландские слова звучали во время пассивного бодрствования участников, что позволяет полностью сосредоточиться на воспроизведенных голландских словах. Участники были повторно подвергнуты голландским словам в первый, третий и пятый 30-минутный период 3-часового интервала удержания. Им было сказано, что они снова услышат некоторые голландские слова и должны внимательно выслушать их. В оставшиеся 30-минутные периоды участники выполняли задание n-back и заполняли анкеты без какой-либо слуховой стимуляции.

Задание OSPAN
Задание OSPAN была назначена для оценки объема оперативной памяти испытуемых. Каждое испытание включало уравнение, за которым следовала буква. Испытуемые должны были указать, был ли ответ на заданное уравнение правильным, и впоследствии должны были запомнить букву. Каждые 3–6 испытаний на экране появлялись 12 букв, и субъекты должны были выбирать те, которые были показаны ранее.

Тест n-Back
Субъекты обеих бодрствующих групп выполнили смешанные версии задачи n-back рабочей памяти . В этом задании последовательно появляются разные буквы в центре экрана. В версии 0 субъекты должны были нажимать клавишу всякий раз, когда на экране появлялась буква «х». В 1 версии испытуемые должны были отвечать на повторение h-f-f-k, в то время как в 2 версии требовалось, чтобы субъекты отвечали на повторение h-f-s-f.
ЭЭГ сна
Сон регистрировали с помощью стандартной полисомнографии, включая записи ЭЭГ, ЭМГ и ЭКГ. ЭЭГ регистрировали с использованием высокоплотной 128-канальной геодезической сенсорной сети . ЭЭГ высокой плотности использовали для получения надежной оценки возможных топографических распределений эффектов, связанных с реактивацией. Напряжение измерялось при 500 Гц и первоначально привязывалось к вершинному электроду (Cz). В дополнение к онлайн-идентификации стадий сна полисомнографические записи оценивались в автономном режиме 3 независимыми оценщиками в соответствии со стандартными критериями. Чтобы исключить возможность наступления сна в бодрствующих группах, ЭЭГ фазы реактивации бодрствования также оценивали в автономном режиме.

Анализ медленных колебаний
Данные ЭЭГ без артефактов, в диапазоне от -300 до 1500 мс относительно испытаний на усиление и потери, подвергались фильтрации нижних частот с частотой 30 Гц и полосовой фильтрации с частотой от 0,5 до 4,0 Гц (полоса пропускания 0,1 и 10 Гц) с использованием метода Чебышева.

Статистический анализ
Данные были проанализированы с использованием дисперсионного анализа с повторными измерениями (ANOVA). Там, где это было уместно, значимые взаимодействия дополнительно оценивали с помощью минимально значимых различий Фишера.
Subscribe
Comments for this post were disabled by the author