据国外媒体报道,人类可以在快速眼动睡眠中记忆新的感觉信息,但这种学习能力在深度睡眠和慢波睡眠中受到抑制。

长期以来,科学家们一直在思考为什么我们需要睡眠。尽管睡眠在动物王国里无处不在,但睡眠的确切作用仍是一个未解之谜。尽管许多研究表明啮齿动物和人类有助于巩固先前研究的记忆,但问题是它们是否能在睡眠中学习新信息。8月8日发表在《自然通讯》上的一份研究报告显示,大脑可以在睡眠中学习新信息,但只能在快速眼动睡眠中学习,快速眼动睡眠通常是做梦的时候。

荷兰拉德堡大学的博士后研究生托马斯·施雷纳没有参与这项研究,他说:“当前研究最有趣的结果之一是,对感觉记忆的编码是特定睡眠阶段特有的。尽管该研究的作者描述了睡眠中神经状态的第一步,但很明显,需要更多的研究来阐明这些过程的神经基础。”

为了评估人们在睡眠中的学习能力,研究人员在参与者有白噪声的睡眠中加入了各种声音模式。“我们决定使用白噪声,因为这是一个非常复杂的例子。我们对复杂的自动学习是否能在睡眠中进行很感兴趣,”该研究的合著者、巴黎西德库德实验室的博士生托马斯安德里隆说。白噪声是具有恒定功率谱密度的随机信号或随机过程。换句话说,这个信号在每个频带的功率是相同的。由于白光是由各种频率(颜色)的单色光混合而成的,这种具有平坦功率谱的信号的特性被称为“白色”,这种信号也被称为白噪声。

安德里隆和他的同事在睡眠中用脑电图、脑电图和肌电图对20名健康志愿者进行了监测。整个晚上,研究人员在清醒、快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠中引入了一系列新的声音序列。第二天早上,研究小组测试了参与者识别不同睡眠阶段听到的声音模式的能力。

安德里隆说:“我们发现在快速眼动睡眠期间引入新的声音序列将显著提高语音识别能力。这个结果让我们有兴趣发现参与者在非快速眼动睡眠中识别新声音序列的能力很差。”

在对参与者睡眠期间的脑电波信号的进一步分析中,研究人员发现,在非快速眼动睡眠的较浅阶段的脑电波的学习能力以及在非快速眼动睡眠的较深阶段的这种学习能力的缺乏表明学习能力抑制发生在该阶段。

安德里隆说:“这项研究的结果将有助于解决关于睡眠在记忆中的作用的两种不同理论。”一方面,科学家认为睡眠有助于增强记忆力。这个理论是基于大量的观察研究,但是这些研究大多是在啮齿动物实验中获得的。结果显示,睡眠中的大脑通过重新激活前一天学习任务的神经网络来增强记忆。

另一方面,科学家认为睡眠有助于保持身体平衡,释放大脑的有限资源。研究人员假设小睡会通过减少突触联系帮助大脑忘记一些信息,导致薄弱的信息链接消失,而只保留最强的信息链接。

瑞士伯尔尼精神病学大学教授克里斯托弗·尼森说:“这两种观点在很大程度上是对立的。基本上,这项研究是为了增强或减少记忆,这主要取决于大脑状态。

德国宾根大学的神经科学家简·伯恩(Jan Born)指出,这项研究提供了令人信服的证据,证明当一个人可能通过听觉刺激改变他的睡眠状态时,人们可以在快速眼动睡眠状态下获得新的知识和信息,这意味着科学家无法确定大脑是处于学习状态还是在快速眼动速度阶段进入局部清醒模式。

安德里隆说,到目前为止,我们不确定这是否适用于其他更有趣的记忆,如学习一门新语言。尽管其他研究发现,人类在睡眠中可以识别气味,但大多数研究发现,大脑在睡眠中无法学习更复杂的记忆。这项最新研究将产生更广泛的影响,尤其是在试图控制睡眠状态方面。近年来,商业公司开发了一些设备来记录和改变人们的睡眠习惯,了解人类的睡眠状态非常重要。