科學(xué)家們早就知道,，良好的睡眠對我們學(xué)習(xí)新技能的能力有奇效。至于不同的睡眠階段所扮演的角色則不太清楚,。

特別是,，對于快速眼動睡眠(REM)和非快速眼動睡眠(non-REM)的相關(guān)作用一直存在爭議，REM是做夢最多的階段,，non-REM是無夢的,。

現(xiàn)在，一項由位于羅德島普羅維登斯市布朗大學(xué)認(rèn)知,、語言和心理科學(xué)系的心理學(xué)家進(jìn)行的研究,，提供了有助于解決這場爭論的重要線索。

他們專注于視覺學(xué)習(xí)的實驗表明,，在學(xué)習(xí)新技能的過程中,，并不是一個階段比另一個階段更重要，而是兩個階段都扮演著至關(guān)重要和互補(bǔ)的神經(jīng)化學(xué)處理的角色,。

他們發(fā)現(xiàn),，non-REM通過恢復(fù)靈活性提高了我們新習(xí)得技能的表現(xiàn)，而REM則穩(wěn)定了這些成果,，并防止它們被隨后的學(xué)習(xí)所掩蓋,。

布朗大學(xué)的認(rèn)知、語言和心理科學(xué)教授,、通訊作者Yuka Sasaki說：“我希望這能幫助人們認(rèn)識到,，non-REM和REM對學(xué)習(xí)都很重要?！?/p>

大部分REM發(fā)生在睡眠的最后幾個小時,，因此這項發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了不縮短后期睡眠的重要性。當(dāng)人們在晚上睡覺時,，有很多睡眠周期。REM至少出現(xiàn)三次,、四次,、五次,，尤其是在夜晚的晚些時候。

我們希望有大量的REM來幫助我們更有力地記憶,，所以我們不應(yīng)該縮短睡眠時間,。

這項研究發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上。

心理學(xué)家此前已經(jīng)確定了睡眠對學(xué)習(xí)的兩個明顯好處,。第一個好處,，他們稱之為“離線表現(xiàn)增益”，意思是睡覺前獲得的學(xué)習(xí)能力在睡覺后得到增強(qiáng),，不需要任何額外的訓(xùn)練,。第二個好處叫做“抗干擾能力”，它可以保護(hù)睡前學(xué)習(xí)的技能不被醒來后的學(xué)習(xí)所破壞或覆蓋,。為了同時獲得這兩種好處,，需要在靈活性和穩(wěn)定性之間進(jìn)行權(quán)衡。

白天的學(xué)習(xí)包括形成新的突觸(神經(jīng)細(xì)胞之間的電連接),，以及通過反復(fù)使用強(qiáng)化現(xiàn)有的突觸,。

當(dāng)我們睡覺時，大腦似乎更有效率地運(yùn)作,。根據(jù)一種主要的假設(shè),，它通過重新激活白天加強(qiáng)的突觸來實現(xiàn)這一點，然后不加區(qū)分地降低或削弱它們,。這能恢復(fù)大腦局部連接和更廣泛網(wǎng)絡(luò)的靈活性或可塑性,，從而提高整體表現(xiàn)。

與此同時,，在睡眠期間,，大腦還必須穩(wěn)定關(guān)鍵突觸，以防止前一天所學(xué)的知識被新的學(xué)習(xí)經(jīng)歷所消除,。

為了研究這些過程在睡眠時發(fā)生的情況,，科學(xué)家們給志愿者們安排了一項標(biāo)準(zhǔn)的視覺學(xué)習(xí)任務(wù)。這包括識別字母和在兩種不同的任務(wù)中出現(xiàn)在屏幕上的線條的方向：一種是睡覺前,，一種是睡覺后,。

這些字母和線條在一組志愿者的水平線條和另一組的垂直線條的固定背景下顯示。然后,，參與者們被允許把他們的頭放在核磁共振掃描儀里睡覺90分鐘,。醒來后，他們被給予30分鐘的時間讓自己完全清醒,，然后再執(zhí)行同樣的任務(wù),，但背景線的方向相反。

先前的研究表明，切換背景線的方向會干擾學(xué)習(xí)任務(wù)的表現(xiàn),。第三組志愿者在睡覺前和睡覺后都沒有任何學(xué)習(xí)任務(wù),。

研究人員將電極粘在受試者的眼瞼和頭皮上，以檢測他們何時進(jìn)入不同的睡眠階段,。他們還使用了一種叫做磁共振光譜的技術(shù)來測量兩種神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸和伽馬氨基丁酸(GABA)在大腦處理視覺信息部分的相對濃度,。谷氨酸在大腦中傳遞興奮性信號，而GABA傳遞抑制信號,。

神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為,，當(dāng)谷氨酸濃度相對于GABA較高時，它反映了神經(jīng)可塑性的增加,，反之則表明穩(wěn)定性的增加,。

當(dāng)科學(xué)家分析他們的結(jié)果時，他們發(fā)現(xiàn)可塑性在非快速眼動睡眠中增強(qiáng),，而非快速眼動睡眠與睡眠后任務(wù)表現(xiàn)的改善有關(guān),。有趣的是，在non-REM期間,，可塑性增強(qiáng)了,，甚至對那些沒有任何學(xué)習(xí)任務(wù)的志愿者也是如此，這表明在大腦中有一個整體的流線化過程,。在睡眠后期,，在REM期間，學(xué)習(xí)任務(wù)的可塑性降到了清醒時的水平以下,。

這個降低與前一天學(xué)習(xí)的穩(wěn)定有關(guān):它似乎能防止任何業(yè)績增長的損失,。換句話說，REM階段可能使睡前學(xué)習(xí)對隨后學(xué)習(xí)的干擾更具彈性,。

與non-REM不同,，REM中可塑性的急劇下降只出現(xiàn)在有學(xué)習(xí)任務(wù)的志愿者中。

這表明,，在REM期間產(chǎn)生的穩(wěn)定只集中在與學(xué)習(xí)這項任務(wù)有關(guān)的突觸上,。那些在90分鐘的掃描儀中沒有進(jìn)入REM的參與者，他們的表現(xiàn)并沒有從小睡中得到改善,。

總的來說,，研究結(jié)果表明這兩個睡眠階段對學(xué)習(xí)新事物都是必不可少的。

當(dāng)我們的大腦處于“離線”狀態(tài)時,，non-REM會提高新學(xué)習(xí)任務(wù)的表現(xiàn),，但如果沒有REM來穩(wěn)定記憶，這些收獲就會失去,。

這項研究集中在大腦的一個特定部位,，只涉及一種學(xué)習(xí)任務(wù),。Yuka Sasaki和她的團(tuán)隊希望研究是否同樣的原則適用于一般的學(xué)習(xí)。此外,，他們還想探究睡眠在激勵學(xué)習(xí)時的作用,。

她說：“之前，我們證明了獎勵可以通過睡眠增強(qiáng)視覺學(xué)習(xí),，所以我們想了解這是如何運(yùn)作的?！?/p>

“這很有野心,，但也許我們可以將這項研究擴(kuò)展到其他類型的學(xué)習(xí)，這樣我們就能更好地記憶,，更好地發(fā)展運(yùn)動學(xué)習(xí),、視覺技能和創(chuàng)造力?！?/p>

參考文獻(xiàn)