邊睡覺(jué)邊學(xué)習(xí)，夢(mèng)境還是現(xiàn)實(shí)？
原文作者 | Bjorn Rasch
在睡覺(jué)時(shí)學(xué)習(xí)是否會(huì)有助于記憶？為了進(jìn)一步探索這一問(wèn)題，Bjorn Rasch博士在“文章背后的故事”欄目里討論了他近期于npj Science of Learning發(fā)表的一篇研究論文，題目為“Effects of targeted memory reactivation during sleep at home depend on sleep disturbances and habituation”。
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在家里睡覺(jué)就能增強(qiáng)記憶力？最近npj Science of Learning 所發(fā)表的名為“Effects of targeted memory reactivation during sleep at home depend on sleep disturbances and habituation”的文章與我們探討了這個(gè)問(wèn)題。該項(xiàng)目由Maurice G?ldi博士和我在瑞士弗里堡大學(xué)的睡眠、記憶和健康實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)進(jìn)行。我們對(duì)學(xué)生Verena Müller、Rahel Sch?rli和Carolina Schenk給予的幫助表示感謝。此外，也非常感謝該項(xiàng)目的參與者，他們同意連續(xù)三晚在家中聽(tīng)著荷蘭語(yǔ)入睡。
該研究的主要目的是什么？
我們研究的主要目的是把定向的記憶再激活（TMR）實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)室環(huán)境轉(zhuǎn)移到家庭環(huán)境。 TMR是一種在睡眠期間增強(qiáng)記憶的已知技術(shù)。在一個(gè)典型的TMR實(shí)驗(yàn)中，參與者在入睡前學(xué)習(xí)一些材料，例如單詞列表、詞匯、卡片位置等。在隨后的非快速眼動(dòng)（NREM）睡眠期間，研究者會(huì)向參與者給予和學(xué)習(xí)材料相關(guān)的記憶提示， 例如單詞、聲音、氣味等。醒來(lái)后，參與者對(duì)在睡眠時(shí)得到提示的信息的回憶能力高于對(duì)無(wú)提示信息的回憶能力。在睡眠實(shí)驗(yàn)室中，TMR是在嚴(yán)格控制下進(jìn)行的，即睡眠階段會(huì)被連續(xù)地檢驗(yàn)，提示會(huì)隨時(shí)因?yàn)閰⑴c者顯示蘇醒的跡象而停止，而睡眠被干擾的參與者會(huì)被排除在分析之外。在我們的研究中，我們只給參與者提供了二級(jí)和存有60個(gè)荷蘭語(yǔ)單詞錄音的iPod。我們要求參與者連續(xù)四天在睡前學(xué)習(xí)120個(gè)荷蘭語(yǔ)-單詞，并在在家前三天的每個(gè)晚上睡覺(jué)前連續(xù)聽(tīng)90分鐘其中60個(gè)單詞的錄音。
研究的主要發(fā)現(xiàn)是否與您最初的期望不同？
是的。我們預(yù)測(cè)，TMR一般會(huì)在家庭環(huán)境中增加記憶力，尤其因?yàn)槲覀兿騾⑴c者連續(xù)三個(gè)晚上提供記憶提示，而不是像典型的睡眠實(shí)驗(yàn)室研究那樣只有一晚。綜合所有66名健康的年輕參與者三個(gè)晚上的數(shù)據(jù)，參與者對(duì)有提示與沒(méi)有提示的荷蘭單詞的記憶沒(méi)有全面的增加，我們僅在第三晚觀(guān)察到TMR的記憶改善。只有在TMR期間未有睡眠沒(méi)有被干擾和的亞組（n = 15）里觀(guān)察到三個(gè)晚上都有記憶的增加。相比之下，被播放單詞吵醒的參與者（n = 19）的對(duì)所播放單詞的記憶力是受損的。因此，我們得出結(jié)論，在其他睡眠研究中應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室里并導(dǎo)致記憶改善的TMR不容易應(yīng)用到家庭環(huán)境，TMR期間的睡眠干擾和對(duì)單詞提示的降低反應(yīng)尤其是關(guān)鍵因素。此外，監(jiān)控家庭環(huán)境中的睡眠并開(kāi)發(fā)一種在睡眠期間自動(dòng)啟動(dòng)和停止單詞提示的算法可能很重要。這些修正可能會(huì)避免喚醒參與者而干擾其睡眠，并且更好地將TMR限制在穩(wěn)定的NREM睡眠中。
為什么睡眠在鞏固記憶方面起如此重要的作用？
與在清醒時(shí)學(xué)習(xí)相比，學(xué)習(xí)后的睡眠會(huì)持續(xù)改善記憶。睡眠對(duì)記憶的有益影響可能是因?yàn)樗咂陂g的自發(fā)記憶被再次激活。內(nèi)部“重復(fù)”學(xué)習(xí)這些材料，可以加強(qiáng)記憶并將其整合到長(zhǎng)期記憶存儲(chǔ)中。 但是，其他因素，例如睡眠期間減少的干擾或突觸降尺度，也可能有助于睡眠后的記憶改善。
這些結(jié)果如何推進(jìn)關(guān)于記憶重新激活的研究？
TMR是一種非常有前景的、通過(guò)在睡眠期間提供提示來(lái)改善記憶的技術(shù)。TMR有廣泛的應(yīng)用可能性，從詞匯學(xué)習(xí)到提高學(xué)習(xí)成績(jī)，以及治療環(huán)境中的優(yōu)化學(xué)習(xí)。然而，這些應(yīng)用必須首先在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。我們的結(jié)果表明，對(duì)待高度控制的實(shí)驗(yàn)室條件下觀(guān)察到的效應(yīng)和在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的效應(yīng)的相關(guān)性需要保持謹(jǐn)慎的態(tài)度，不可過(guò)高估計(jì)。我們需要做更多的研究才能知道如何在現(xiàn)實(shí)世界中成功應(yīng)用TMR。
您對(duì)本研究領(lǐng)域未來(lái)的預(yù)測(cè)是什么？
TMR最初是作為一種實(shí)驗(yàn)范例開(kāi)發(fā)的，它被用于檢驗(yàn)睡眠期間記憶的重新激活與記憶鞏固之間的假設(shè)關(guān)系。目前，許多研究表明，睡眠期間用外來(lái)提示來(lái)激活記憶確實(shí)會(huì)在第二天改善記憶，而我們也開(kāi)始更多地了解TMR的潛在神經(jīng)機(jī)制。對(duì)我來(lái)說(shuō)，本研究領(lǐng)域需要回答兩個(gè)主要問(wèn)題。首先，TMR如何與睡眠期間的自發(fā)再激活相關(guān)，即，TMR是一種人為情況，還是與睡眠期間觀(guān)察到的自發(fā)再激活共享機(jī)制？其次，我們?nèi)绾螌MR應(yīng)用于家庭、教育和治療環(huán)境，以及優(yōu)化TMR的有益效果的關(guān)鍵參數(shù)是什么？只有在真實(shí)世界環(huán)境中驗(yàn)證TMR對(duì)記憶增強(qiáng)的影響時(shí)，我們才會(huì)知道這種技術(shù)是否不僅僅是睡眠期間記憶鞏固理論的實(shí)驗(yàn)工具。在那之前，我不建議在家里使用TMR，并且鼓勵(lì)人們學(xué)習(xí)之后在沒(méi)有背景信息的情況下簡(jiǎn)單地睡一個(gè)好覺(jué)。
論文信息
npj Science of Learning
doi:10.1038/s41539-019-0044-2
npj Science of Learning is an online open access peer-reviewed journal dedicated to publishing papers on all research areas related to how the brain learns; from the molecular level of understanding how the cells in the brain work to understanding how children and adults learn through experience and formal educational practices. The journal will publish studies that advance our understanding of the mechanisms underlying the cellular, cognitive, and behavioral basis of learning and aims to provide a forum for research at the intersection of neuroscience and educational theory.
