摘要

在清醒状态下学习到的信息会在睡眠时被存储到大脑的不同脑区。

睡眠是巩固白天获得的知识的过程，也是筛选丢弃无用信息的过程。

经过数十年的研究和大量证据证实，睡眠在产生新记忆方面发挥了重要作用，在清醒状态下学习到的信息在睡眠时被存储到大脑的不同脑区，这个过程通常被称为记忆合并（memory consolidation），我们对清醒时候收集的所有信息进行排序，并将其归入更高级的大脑皮质中心。

在不同的睡眠阶段信息如何合并存储？这依然是有争论的话题。之前人们认为情绪记忆在快速动眼睡眠（REM）期间得到巩固，而事实和数字等陈述性记忆在慢波或深度睡眠期间得到巩固。科学家们一直在努力弄清楚我们是否真有能力在睡觉时接收并记忆新的信息。今天我们把近年来国际上的一些前沿的研究结果分享给大家。

2016年由法国国家研究机构运营的“Investissements d'Avenir”计划在心理科学杂志发表的一项引人注目的研究，表明睡眠是学习策略的重要组成部分，学生应该采取零星的小睡来帮助更快地记忆信息。

“我们的研究结果表明，在学习中间交错睡眠会带来双重优势，一方面减少重新学习所花费的时间，另一方面也确保了知识的掌握比单独学习有更好的长期留存，”法国里昂大学的心理科学家Stephanie Mazza解释道。“以前的研究表明，学习后睡觉是一个很好的策略。现在我们证明在两次学习课程之间睡觉会大大改进这种策略。”

之前的研究表明，重复练习和睡眠都可以帮助改善记忆力。但很少有关于重复练习和睡眠在结合时如何影响记忆的研究。Mazza及其同事设想，在学习课程之间小睡可能会使学习更有效率，减少记忆信息所需的工作量。

实验是这样进行的，40名法国成年人被随机分配到“睡眠”组或“清醒”组。在第一次学习中，以随机顺序告知所有参与者16对法语单词--斯瓦希里语单词对。每一对词语学习7秒之后，出现斯瓦希里语单词并且提示参与者写出法语翻译。4秒以后显示正确的单词对。任何未正确翻译的单词都会再次出现，直到每个单词对都被正确翻译。

在初始学习阶段后12小时，参与者再次被召回完成任务，练习整个单词对列表，直到所有16个单词被正确翻译。重要的是，一些参与者在早上完成了第一次学习阶段，在同一天晚上完成了第二次学习阶段（“唤醒”小组）; 另外一些人在晚上完成了第一次学习，睡了一觉，第二天早上完成了第二次学习（“睡眠”小组）。

在第一次学习后，两组参与者记忆的单词数量、或需要记住所有16个单词对所需的学习次数没有差别。

在12个小时之后，反馈数据却出现了明显的差别：在两次学习之间睡觉的参与者平均回忆起16个单词中的10个，而那些没有睡觉的人只回忆了大约7.5个单词。重新学习时，那些睡过觉的人只需要大约3次学习就能回忆起所有16个单词，而那些保持清醒的人则需要大约6次学习。最终，两个小组都能够学会所有16个单词对，但睡觉似乎可以让人在更短的时间内，以更少的努力做到这一点。

“睡眠似乎改变了初次学习和再次学习之间记忆的某种方式，”Mazza说。“这种转变使受试者能够更快地重新编码信息，并在重新学习期间节省时间。”

参与者在两次学习之间的睡眠所带来的记忆力提升还能在未来持续一段时间。随访数据显示睡眠组的参与者在1周后的召回测试中的表现更好。睡眠组显示出很少的遗忘，回忆起大约15个单词对，清醒组则能够回忆起大约11个单词对。这个优势在6个月后仍然明显。

研究结果表明，与睡眠交替进行的学习可能是一种简单有效的方法，可以在较长时间内记住信息，花费较少的时间和力气。

时隔一年，法国巴黎的另外一个研究团队在相似领域做了一个研究，揭示了大脑在不同睡眠阶段是如何参与学习记忆、获得新知识的。受试者首先经历反复的听觉刺激，研究人员证明大脑能够在某些睡眠阶段学习这种声音模式，而在深度睡眠期间他们可能会遗忘这些信息。该项研究发表于著名的Nature Communications杂志上。

人类大脑的学习能力令人惊讶：它甚至可以记住无意义的重复的声音。研究人员选择了这种被动的、特别适合睡眠受试者的听觉刺激来探索学习和睡眠之间的联系。他们将志愿者睡眠状态下暴露在噪音中，这些噪音包含了重复的声音，然后使用脑电图跟踪他们的大脑活动。由于大脑对新的，不熟悉的声音作出的反应和学习声音的反应不同，脑电图分析可以在受试者没有醒的状态下，向研究人员展示听到的声音是否已被记忆。

分析睡眠中受试者的大脑活动以及醒来后的行为反应，表明他们的大脑可以辨识在REM睡眠和N2阶段听到的声音。这些研究结果表明，我们的大脑能够在这两个睡眠阶段进行学习。

该研究还提供了关于深度睡眠的新信息（阶段N3）。研究人员发现在深度睡眠（N3）阶段向受试者播放声音时，EEG结果显示通过REM或N2阶段学习的声音模式，随后通过N3阶段播放反而会被遗忘，就像从记忆中消失一样。此外，在醒来之后，受试者发现这些声音比全新的声音更难学习。

清醒和睡眠中的噪声记忆范例。

在睡眠阶段，参与者躺在床上，同时持续暴露于白噪声刺激。

这项新的研究清楚地表明，只要在正确的睡眠阶段接收声音，我们的大脑能够记住听到的信号。同时这些发现也支持了N2和REM睡眠有利于大脑可塑性和主动记忆巩固的理论，而N3睡眠似乎实现了必要的卸载记忆的功能。

这些新颖的结果很重要，它们可以调和关于睡眠功能的两种理论。这两种理论之前通常被认为是矛盾的：一种观点认为睡眠是巩固白天获得的知识的过程，而另一个观点则认为睡眠是一个筛选丢弃不再需要的信息的过程。研究人员下一步的问题就是睡眠在记忆中扮演的这种双重角色的神经机制是什么。需要进一步研究以确定这种现象是否会转化为更复杂的听觉学习方法。

参考链接

1.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jsr.12728

2.https://www.nature.com/articles/s41467-017-00071-z

3.http://www.psychologicalscience.org/index.php/news/releases/sleep-makes-relearning-faster-and-longer-lasting.htm

未名脑脑说

睡眠可以帮助我们提升记忆效果，节省学习时间。所以，怎么睡觉很重要。
有的睡眠阶段可以加深记忆（快速动眼睡眠和第二阶段睡眠），有的可以删除记忆（深度睡眠）。睡眠对于记忆的筛选过程远比我们现在理解的要复杂得多，至于大脑如何做筛选，还需要科学家们进一步研究。但是，睡眠本身可以加深记忆是毫无疑问的。

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未名脑脑

专注于大脑认知科学、脑健康和心理健康大众科普。创作团队来自于美国伯克利大学、美国宾州大学，北京大学、清华大学、北京师范大学、首都医科大学等国内外大学硕博。

未名脑脑倡导的脑健康

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