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    “如果睡不好覺，就學(xué)不好。”這是人們由來(lái)已久的常識(shí)。顯然，睡眠對(duì)學(xué)習(xí)和記憶具有重要作用。但是，對(duì)于這一現(xiàn)象，究竟是什么機(jī)制在起作用呢？美國(guó)紐約大學(xué)朗格醫(yī)學(xué)中心一項(xiàng)新的研究，首次以實(shí)證揭示睡眠有助于鞏固和加強(qiáng)新的記憶。
 

    睡眠時(shí)大腦有點(diǎn)忙

    如果你認(rèn)為睡覺時(shí)大腦也在休息，那就錯(cuò)了。實(shí)際上，它可有點(diǎn)忙。

    美國(guó)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(bào)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(shí)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(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(hù)“程序性記憶”,這類記憶告訴人們?cè)鯓影闯绦蛉氖履稠?xiàng)活動(dòng)。這項(xiàng)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(shí)性信息。

    美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)曾刊登在《科學(xué)》上的一項(xiàng)研究顯示，人在睡眠時(shí)，大腦仍然在忙碌地工作著。它在強(qiáng)化對(duì)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(xí)以某種特定方式圍繞一個(gè)圓形競(jìng)技場(chǎng)奔跑，然后通過(guò)監(jiān)視其大腦的活動(dòng)發(fā)現(xiàn)，它們大腦中部的額葉前部皮質(zhì)由和白天在競(jìng)技場(chǎng)奔跑時(shí)一致的活動(dòng)表現(xiàn)。但是睡眠的時(shí)候，那些大腦的圖像變化比它們醒著在競(jìng)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(dǎo)致腦結(jié)構(gòu)特定變化

    在細(xì)胞水平上，睡眠不是休息，腦細(xì)胞在不斷活躍著。當(dāng)我們醒時(shí)消化新的信息，在深睡眠也被稱為慢波睡眠時(shí)會(huì)將其回放，當(dāng)腦電波慢下來(lái)和眼球快速運(yùn)動(dòng)也就是做夢(mèng)時(shí)會(huì)停下來(lái)。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家認(rèn)為，這種夜間重播有助于我們形成和回憶新的記憶，但對(duì)其引起腦部結(jié)構(gòu)變化支撐這個(gè)過(guò)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?qǐng)?bào)道，為了闡明這個(gè)過(guò)程，研究人員利用轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，這些小鼠的神經(jīng)元可表達(dá)熒光蛋白。他們使用一個(gè)特殊的激光掃描顯微鏡觀察在運(yùn)動(dòng)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(shí)，跟蹤獲取其大腦樹突棘沿個(gè)別樹突分支生長(zhǎng)的前后圖像。隨著時(shí)間的推移，小鼠很快學(xué)會(huì)了如何在旋轉(zhuǎn)桿上平衡，就像學(xué)騎自行車。這項(xiàng)技能一旦學(xué)習(xí)，就永遠(yuǎn)不會(huì)忘記。

    實(shí)際上，在記錄小鼠的實(shí)驗(yàn)中，在旋轉(zhuǎn)桿訓(xùn)練后6個(gè)小時(shí)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(huì)如何影響這個(gè)實(shí)物的成長(zhǎng)。受訓(xùn)的小鼠分為兩組：第一組是旋轉(zhuǎn)桿上受過(guò)訓(xùn)練1小時(shí)，然后睡7小時(shí)；第二組訓(xùn)練時(shí)間與第一組相同，但之后7小時(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)。例如，旋轉(zhuǎn)桿向前運(yùn)行，小鼠腦部產(chǎn)生的棘刺會(huì)比向后運(yùn)行長(zhǎng)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(shí)證睡眠促進(jìn)記憶

    這項(xiàng)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(huì)激勵(lì)樹突棘的生長(zhǎng)，從腦細(xì)胞的微小突起連接到其他腦細(xì)胞，并幫助信息通道穿過(guò)突觸，即大腦細(xì)胞的交叉點(diǎn)。而腦細(xì)胞活動(dòng)在學(xué)習(xí)之后的深度睡眠或慢波期睡眠對(duì)這樣的增長(zhǎng)具有決定性的作用。

    這一發(fā)現(xiàn)是通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)提供重要的實(shí)體證明，以支持睡眠有助于鞏固和加強(qiáng)新的記憶的假說(shuō)，并首次表明學(xué)習(xí)和睡眠是如何引起在運(yùn)動(dòng)皮層、負(fù)責(zé)自主運(yùn)動(dòng)的大腦區(qū)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)元形成具體連接樹突的分支，以促進(jìn)長(zhǎng)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(shuō)：“現(xiàn)在我們知道，當(dāng)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(zhǎng)出新的連接。想像一下，這就如同一棵樹在樹枝上一個(gè)特定的分支上長(zhǎng)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(xiàn)，在慢波深睡眠時(shí)，運(yùn)動(dòng)皮層的腦細(xì)胞活躍，小鼠的學(xué)習(xí)任務(wù)重新激活。當(dāng)破壞這個(gè)過(guò)程，會(huì)阻止樹突棘的生長(zhǎng)。該研究結(jié)果對(duì)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(xí)過(guò)的任務(wù)過(guò)程中觀察運(yùn)動(dòng)皮層。研究人員說(shuō)：“數(shù)據(jù)表明，在睡眠時(shí)神經(jīng)細(xì)胞的活化對(duì)于在運(yùn)動(dòng)皮層內(nèi)不斷增長(zhǎng)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(xí)和工作高效，每天都睡個(gè)好覺吧，這也是健腦法當(dāng)中一個(gè)重要內(nèi)容。