Une recherche récente de l’Université de Berne, publiée dans la revue “The Brain Memory”. eLife suggère que les rêves étranges peuvent aider votre cerveau à apprendre plus efficacement.
Selon les experts du Human Brain Project, les rêves étranges peuvent aider votre cerveau à mieux apprendre.
Selon la National Sleep Foundation, nous rêvons en moyenne quatre à six fois par nuit. Cependant, comme nous oublions plus de 95% de nos rêves, vous ne vous en souviendrez que de quelques-uns chaque mois.
Bien que nous rêvions tout au long de la nuit, nos rêves les plus vifs et les plus mémorables se produisent pendant le sommeil à mouvements oculaires rapides (REM), qui commence environ 90 minutes après l’endormissement. Les événements inattendus de la vie, les niveaux élevés de stress et d’autres changements peuvent tous avoir un effet sur nos rêves, les rendant plus étranges, plus vifs et plus mémorables. Le but exact du rêve est encore un peu mystérieux pour les scientifiques, mais des recherches récentes espèrent expliquer pourquoi les gens font des rêves étranges.
Une nouvelle étude de l’université de Berne, en Suisse, révèle que les rêves, en particulier ceux qui semblent authentiques mais qui, à y regarder de plus près, sont anormaux, aident notre cerveau à apprendre et à extraire des idées générales d’expériences antérieures. La recherche, qui a été menée dans le cadre du Human Brain Project et publiée dans eLifeoffre une nouvelle hypothèse sur la signification des rêves en utilisant des méthodes inspirées de l’apprentissage automatique et de la simulation du cerveau.
L’importance du sommeil et des rêves dans l’apprentissage et la mémoire est reconnue depuis longtemps ; l’influence qu’une seule nuit sans sommeil peut avoir sur notre cognition est bien documentée. “Ce qui nous manque, c’est une théorie qui relie ce phénomène à la consolidation des expériences, à la généralisation des concepts et à la créativité”, explique Nicolas Deperrois, auteur principal de l’étude.
Pendant le sommeil, nous connaissons généralement deux types de phases de sommeil, qui s’alternent l’une après l’autre : le sommeil non paradoxal, pendant lequel le cerveau “rejoue” les stimuli sensoriels vécus pendant l’éveil, et le sommeil paradoxal, pendant lequel des bouffées spontanées d’activité cérébrale intense produisent des rêves vifs.
Les chercheurs ont utilisé des simulations du cortex cérébral pour modéliser la façon dont les différentes phases de sommeil affectent l’apprentissage. Pour introduire un élément d’inhabitualité dans les rêves artificiels, ils se sont inspirés d’une technique d’apprentissage automatique appelée “Generative Adversarial Networks” (GAN). Dans les GAN, deux réseaux neuronaux s’affrontent pour générer de nouvelles données à partir du même ensemble de données, en l’occurrence une série d’images simples d’objets et d’animaux. Cette opération produit de nouvelles images artificielles qui peuvent sembler superficiellement réalistes à un observateur humain.
Apprentissage de la représentation corticale par le rêve perturbé et contradictoire. Crédit : Deperrois et al. eLife 2022;11:e76384
Les chercheurs ont ensuite simulé le cortex pendant trois états distincts : l’éveil, le sommeil non paradoxal et le sommeil paradoxal. Pendant l’éveil, le modèle est exposé à des images de bateaux, de voitures, de chiens et d’autres objets. En sommeil non paradoxal, le modèle reproduit les entrées sensorielles avec certaines occlusions. Le sommeil paradoxal crée de nouvelles entrées sensorielles par le biais des GAN, générant des versions et des combinaisons tordues mais réalistes de bateaux, de voitures, de chiens, etc. Pour tester la performance du modèle, un classificateur simple évalue la facilité avec laquelle l’identité de l’objet (bateau, chien, voiture, etc.) peut être lue dans les représentations corticales.
“Les rêves non-REM et REM deviennent plus réalistes à mesure que notre modèle apprend”, explique Jakob Jordan, auteur principal et chef de l’équipe de recherche. “Alors que les rêves non-REM ressemblent assez fidèlement aux expériences éveillées, les rêves REM ont tendance à combiner ces expériences de manière créative.” Fait intéressant, c’est lorsque la phase de sommeil paradoxal était supprimée dans le modèle, ou lorsque ces rêves étaient rendus moins créatifs, que la accuracy of the classifier decreased. When the NREM sleep phase was removed, these representations tended to be more sensitive to sensory perturbations (here, occlusions).
According to this study, wakefulness, non-REM, and REM sleep appear to have complementary functions for learning: experiencing the stimulus, solidifying that experience, and discovering semantic concepts. “We think these findings suggest a simple evolutionary role for dreams, without interpreting their exact meaning,” says Deperrois. “It shouldn’t be surprising that dreams are bizarre: this bizarreness serves a purpose. The next time you’re having crazy dreams, maybe don’t try to find a deeper meaning – your brain may be simply organizing your experiences.”
Reference: “Learning cortical representations through perturbed and adversarial dreaming” by Nicolas Deperrois, Mihai A Petrovici, Walter Senn and Jakob Jordan, 6 April 2022, eLife.
DOI: 10.7554/eLife.76384
