“如果睡不好覺，就學(xué)不好。”這是人們由來已久的常識。顯然，睡眠對學(xué)習(xí)和記憶具有重要作用。但是，對于這一現(xiàn)象，究竟是什么機制在起作用呢？美國紐約大學(xué)朗格醫(yī)學(xué)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(xué)醫(yī)學(xué)院曾在《現(xiàn)代生物學(xué)》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(xué)曾刊登在《科學(xué)》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(jīng)歷會在腦中飛快地重放。

    研究人員讓嚙齒動物在白天學(xué)習(xí)以某種特定方式圍繞一個圓形競技場奔跑，然后通過監(jiān)視其大腦的活動發(fā)現(xiàn)，它們大腦中部的額葉前部皮質(zhì)由和白天在競技場奔跑時一致的活動表現(xiàn)。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(dǎo)致腦結(jié)構(gòu)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(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(jié)構(gòu)變化支撐這個過程的原由仍知之甚少。

    據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)、物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，為了闡明這個過程，研究人員利用轉(zhuǎn)基因小鼠進行了實驗，這些小鼠的神經(jīng)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(fā)光的熒光蛋白，并在小鼠學(xué)習(xí)平衡旋轉(zhuǎn)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(xué)會了如何在旋轉(zhuǎn)桿上平衡，就像學(xué)騎自行車。這項技能一旦學(xué)習(xí)，就永遠不會忘記。

    實際上，在記錄小鼠的實驗中，在旋轉(zhuǎn)桿訓(xùn)練后6個小時內(nèi)，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(xùn)的小鼠分為兩組：第一組是旋轉(zhuǎn)桿上受過訓(xùn)練1小時，然后睡7小時；第二組訓(xùn)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(fā)現(xiàn)，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(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)任務(wù)的類型決定樹突分支刺的生長。例如，旋轉(zhuǎn)桿向前運行，小鼠腦部產(chǎn)生的棘刺會比向后運行長出不同的樹突分支，這表明學(xué)習(xí)的特定任務(wù)導(dǎo)致大腦中特定結(jié)構(gòu)的變化。

    首次實證睡眠促進記憶

    這項刊登在近日的《科學(xué)》雜志上的研究顯示，在學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(fā)現(xiàn)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(xué)習(xí)和睡眠是如何引起在運動皮層、負責自主運動的大腦區(qū)域物理變化。

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

    研究人員說：“現(xiàn)在我們知道，當學(xué)到新的東西，一個神經(jīng)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支上長出發(fā)芽的葉子（棘刺），而不是在另一個分支上。”

    最后，研究人員發(fā)現(xiàn)，在慢波深睡眠時，運動皮層的腦細胞活躍，小鼠的學(xué)習(xí)任務(wù)重新激活。當破壞這個過程，會阻止樹突棘的生長。該研究結(jié)果對神經(jīng)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(xué)習(xí)過的任務(wù)過程中觀察運動皮層。研究人員說：“數(shù)據(jù)表明，在睡眠時神經(jīng)細胞的活化對于在運動皮層內(nèi)不斷增長的特定連接非常重要。”

    所以，科學(xué)實證告訴我們，要想學(xué)習(xí)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(nèi)容。