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    “如果睡不好覺(jué)，就學(xué)不好。”這是人們由來(lái)已久的常識。顯然，睡眠對學(xué)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？美國紐約大學(xué)朗格醫學(xué)中心一項新的研究，首次以實(shí)證揭示睡眠有助于鞏固和加強新的記憶。
 

    睡眠時(shí)大腦有點(diǎn)忙

    如果你認為睡覺(jué)時(shí)大腦也在休息，那就錯了。實(shí)際上，它可有點(diǎn)忙。

    美國哈佛大學(xué)醫學(xué)院曾在《現代生物學(xué)》雜志上刊登研究報告稱(chēng)，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(shí)特別有效。受試者在睡了一覺(jué)后，比那些不睡覺(jué)的受試者能更好地回憶起此前看過(guò)的詞組。

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

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

    研究人員讓嚙齒動(dòng)物在白天學(xué)習以某種特定方式圍繞一個(gè)圓形競技場(chǎng)奔跑，然后通過(guò)監視其大腦的活動(dòng)發(fā)現，它們大腦中部的額葉前部皮質(zhì)由和白天在競技場(chǎng)奔跑時(shí)一致的活動(dòng)表現。但是睡眠的時(shí)候，那些大腦的圖像變化比它們醒著(zhù)在競技場(chǎng)繞圈兒時(shí)要快六七倍。研究人員說(shuō)：“總之，在睡眠時(shí)老鼠的大腦活動(dòng)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(zhù)。當我們醒時(shí)消化新的信息，在深睡眠也被稱(chēng)為慢波睡眠時(shí)會(huì )將其回放，當腦電波慢下來(lái)和眼球快速運動(dòng)也就是做夢(mèng)時(shí)會(huì )停下來(lái)。長(cháng)期以來(lái)，科學(xué)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(gè)過(guò)程的原由仍知之甚少。

    據每日科學(xué)網(wǎng)、物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，為了闡明這個(gè)過(guò)程，研究人員利用轉基因小鼠進(jìn)行了實(shí)驗，這些小鼠的神經(jīng)元可表達熒光蛋白。他們使用一個(gè)特殊的激光掃描顯微鏡觀(guān)察在運動(dòng)皮層發(fā)光的熒光蛋白，并在小鼠學(xué)習平衡旋轉桿時(shí)，跟蹤獲取其大腦樹(shù)突棘沿個(gè)別樹(shù)突分支生長(cháng)的前后圖像。隨著(zhù)時(shí)間的推移，小鼠很快學(xué)會(huì )了如何在旋轉桿上平衡，就像學(xué)騎自行車(chē)。這項技能一旦學(xué)習，就永遠不會(huì )忘記。

    實(shí)際上，在記錄小鼠的實(shí)驗中，在旋轉桿訓練后6個(gè)小時(shí)內，研究人員觀(guān)察沿著(zhù)樹(shù)突分支新刺萌芽，開(kāi)始著(zhù)手了解睡眠會(huì )如何影響這個(gè)實(shí)物的成長(cháng)。受訓的小鼠分為兩組：第一組是旋轉桿上受過(guò)訓練1小時(shí)，然后睡7小時(shí)；第二組訓練時(shí)間與第一組相同，但之后7小時(shí)一直不讓其睡覺(jué)。研究人員發(fā)現，被剝奪睡眠的小鼠生長(cháng)的樹(shù)突棘明顯比充分休息的小鼠少。

    此外，他們還發(fā)現，學(xué)習任務(wù)的類(lèi)型決定樹(shù)突分支刺的生長(cháng)。例如，旋轉桿向前運行，小鼠腦部產(chǎn)生的棘刺會(huì )比向后運行長(cháng)出不同的樹(shù)突分支，這表明學(xué)習的特定任務(wù)導致大腦中特定結構的變化。

    首次實(shí)證睡眠促進(jìn)記憶

    這項刊登在近日的《科學(xué)》雜志上的研究顯示，在學(xué)習后，睡眠會(huì )激勵樹(shù)突棘的生長(cháng)，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(guò)突觸，即大腦細胞的交叉點(diǎn)。而腦細胞活動(dòng)在學(xué)習之后的深度睡眠或慢波期睡眠對這樣的增長(cháng)具有決定性的作用。

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

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

    研究人員說(shuō)：“現在我們知道，當學(xué)到新的東西，一個(gè)神經(jīng)元會(huì )在一個(gè)特定的分支長(cháng)出新的連接。想像一下，這就如同一棵樹(shù)在樹(shù)枝上一個(gè)特定的分支上長(cháng)出發(fā)芽的葉子（棘刺），而不是在另一個(gè)分支上。”

    最后，研究人員發(fā)現，在慢波深睡眠時(shí)，運動(dòng)皮層的腦細胞活躍，小鼠的學(xué)習任務(wù)重新激活。當破壞這個(gè)過(guò)程，會(huì )阻止樹(shù)突棘的生長(cháng)。該研究結果對神經(jīng)元重播功能提供了一個(gè)重要洞察視角，在這個(gè)由沉睡的大腦排練白天學(xué)習過(guò)的任務(wù)過(guò)程中觀(guān)察運動(dòng)皮層。研究人員說(shuō)：“數據表明，在睡眠時(shí)神經(jīng)細胞的活化對于在運動(dòng)皮層內不斷增長(cháng)的特定連接非常重要。”

    所以，科學(xué)實(shí)證告訴我們，要想學(xué)習和工作高效，每天都睡個(gè)好覺(jué)吧，這也是健腦法當中一個(gè)重要內容。