科學家首次實驗揭示睡眠有助于鞏固和加強新的記憶

　“如果睡不好覺，就學不好。”這是人們由來已久的常識。顯然，睡眠對學習和記憶具有重要作用。但是，對于這一現象，究竟是什么機制在起作用呢？紐約大學朗格醫學中心一項新的研究，首次以實證揭示睡眠有助于鞏固和加強新的記憶。

　　睡眠時大腦有點忙

　　如果你認為睡覺時大腦也在休息，那就錯了。實際上，它可有點忙。

　　美國哈佛大學醫學院曾在《現代生物學》雜志上刊登研究報告稱，睡眠能幫助人們記住大腦剛接收到的信息，尤其是在幫助人們記憶大量相似信息時特別有效。受試者在睡了一覺后，比那些不睡覺的受試者能更好地回憶起此前看過的詞組。

　　研究人員說，過去已有研究表明，睡眠有助于保護“程序性記憶”，這類記憶告訴人們怎樣按程序去從事某項活動。這項新成果則首次證明，睡眠也可以鞏固“陳述性記憶”，這類記憶告訴人們事實性信息。

　　美國亞利桑那州立大學曾刊登在《科學》上的一項研究顯示，人在睡眠時，大腦仍然在忙碌地工作著。它在強化對自己白天做過事情的記憶，那些經歷會在腦中飛快地重放。

　　研究人員讓嚙齒動物在白天學習以某種特定方式圍繞一個圓形競技場奔跑，然后通過監視其大腦的活動發現，它們大腦中部的額葉前部皮質由和白天在競技場奔跑時一致的活動表現。但是睡眠的時候，那些大腦的圖像變化比它們醒著在競技場繞圈兒時要快六七倍。研究人員說：“總之，在睡眠時老鼠的大腦活動加速了，以鞏固記憶。”

　　導致腦結構特定變化

　　在細胞水平上，睡眠不是休息，腦細胞在不斷活躍著。當我們醒時消化新的信息，在深睡眠也被稱為慢波睡眠時會將其回放，當腦電波慢下來和眼球快速運動也就是做夢時會停下來。長期以來，科學家認為，這種夜間重播有助于我們形成和回憶新的記憶，但對其引起腦部結構變化支撐這個過程的原由仍知之甚少。

　　據每日科學網、物理學家組織網近日報道，為了闡明這個過程，研究人員利用轉基因小鼠進行了實驗，這些小鼠的神經元可表達熒光蛋白。他們使用一個特殊的激光掃描顯微鏡觀察在運動皮層發光的熒光蛋白，并在小鼠學習平衡旋轉桿時，跟蹤獲取其大腦樹突棘沿個別樹突分支生長的前后圖像。隨著時間的推移，小鼠很快學會了如何在旋轉桿上平衡，就像學騎自行車。這項技能一旦學習，就永遠不會忘記。

　　實際上，在記錄小鼠的實驗中，在旋轉桿訓練后6個小時內，研究人員觀察沿著樹突分支新刺萌芽，開始著手了解睡眠會如何影響這個實物的成長。受訓的小鼠分為兩組：第一組是旋轉桿上受過訓練1小時，然后睡7小時；第二組訓練時間與第一組相同，但之后7小時一直不讓其睡覺。研究人員發現，被剝奪睡眠的小鼠生長的樹突棘明顯比充分休息的小鼠少。

　　此外，他們還發現，學習任務的類型決定樹突分枝刺的生長。例如，旋轉桿向前運行，小鼠腦部產生的棘刺會比向后運行長出不同的樹突分支，這表明學習的特定任務導致大腦中特定結構的變化。

　　首次實證睡眠促進記憶

　　這項刊登在近日的《科學》雜志上的研究顯示，在學習后，睡眠會激勵樹突棘的生長，從腦細胞的微小突起連接到其他腦細胞，并幫助信息通道穿過突觸，即大腦細胞的交叉點。而腦細胞活動在學習之后的深度睡眠或慢波期睡眠對這樣的增長具有決定性的作用。

　　這一發現是通過小鼠實驗提供重要的實體證明，以支持睡眠有助于鞏固和加強新的記憶的假說，并首次表明學習和睡眠是如何引起在運動皮層、負責自主運動的大腦區域物理變化。

　　研究人員說：“在這里我們已經顯示了睡眠是如何有助于神經元形成具體連接樹突的分支，以促進長期的記憶；還顯示了在相同神經元的不同分支上，不同類型的學習形成突觸，表明學習可以導致大腦非常具體的結構變化。”

　　研究人員說：“現在我們知道，當學到新的東西，一個神經元會在一個特定的分支長出新的連接。想像一下，這就如同一棵樹在樹枝上一個特定的分枝上長出發芽的葉子（棘刺），而不是在另一個分枝上。”

　　最后，研究人員發現，在慢波深睡眠時，運動皮層的腦細胞活躍，小鼠的學習任務重新激活。當破壞這個過程，會阻止樹突棘的生長。該研究結果對神經元重播功能提供了一個重要洞察視角，在這個由沉睡的大腦排練白天學習過的任務過程中觀察運動皮層。研究人員說：“數據表明，在睡眠時神經細胞的活化對于在運動皮層內不斷增長的特定連接非常重要。”

　　所以，科學實證告訴我們，要想學習和工作高效，每天都睡個好覺吧，這也是健腦法當中一個重要內容。