睡眠与大脑学习记忆

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1、ZHEJIANGUNIVERSITY睡眠与大脑学习记忆想要好记忆，得有好睡眠。长期以来，人们知其然而不知其所以然。现在，科学家也许找到了其中的奥秘：当人进入深度睡眠时，大脑神经元会长出新的突触，加强神经元之间的联系，从而巩固和加强记忆。如果你不停地学习，甚至牺牲睡眠来学习，那是不行的，因为大脑神经元不会有新突触形成，你根本记不住。”总之，睡，是为了更好地学习，不是浪费时间。一、睡眠对大脑学习记忆的影响机制探讨1)睡眠的记忆主动巩固学说睡眠的功能是多方面的，但首要作用在于恢复精力，即为大脑“充电”。

2、早期的实验观察也证实睡眠期间脑血流减少、新陈代谢率降低。这便形成了睡眠的脑功能自稳态学说的基础，即清醒期间持续的外界信息在中枢引起普遍突触可塑性变化以及新突触成分的形成，睡眠期间中枢神经系统突触活动普遍降低，未得到巩固的突触可塑性改变和新突触成分被清除，以防止突触活动发生饱和，从而为神经元和突触参与新的功能活动而作好准备。但近年来的研究发现，睡眠期间虽然脑血流的总量呈减少趋势，但有些脑区，如大脑枕叶皮层以及和睡梦有关的结构的活动水平明显增高，并随睡眠周期而变化。大量研究资料表明，睡眠期间大脑某些结

3、构电活动明显加强，主动参与记忆信息的处理和巩固，形成了睡眠的记忆主动巩固学说。过去二十年中，各研究已经证明：睡眠支持长期记忆的形成。在睡眠“离线”过程中，睡眠仍然有助于记忆储存，获得后暂存于海马，后逐渐转移至新皮层长期储存。调查显示工作记忆容量与睡眠依赖的记忆巩固间存在相关性，且进一步发现工作记忆容量与一段睡眠期，而非一段觉醒期间存在正相关。2)睡眠时获取和巩固信息的方式按照这一学说，一个陈述性记忆事件的学习分两个阶段完成，即信息的获取编码和巩固储存。首先是新信息的获取。一个陈述性工作记忆事件信息

4、是在意识状态下获取的，新信息在相关新皮层和海马平行编码。然后是记忆信息的巩固。资料表明，海马是一个快速而暂时性信息存储部位，皮层是缓慢而持久的信息存储结构；说明学习和记忆的完成有赖于海马和皮层之间的协同活动。4/4ZHEJIANGUNIVERSITY程序性事件信息的巩固在事件发生之后便开始，特别是当日的夜间睡眠期间的巩固作用至关重要。记忆信息巩固的程序，先是新编码的事件信息在非快速眼动睡眠(non-rapid-eye-move-ment，NREM)慢波睡眠（slow-wavesleep，SWS）时

5、在海马相应的神经元网络重放。重放是指在当日学习和训练过程中特定神经元所发生的特异放电活动模式在SWS期间在相同神经元再次反复发生。虽然重放的放电模式和实时放电相同，但节奏明显加快。新获得的事件信息在海马的反复重放引起皮层相应区域相关事件信息的不断激活。[1]韩中胜、史均翰.睡眠、梦境的机制及其与学习记忆的关系.生理科学进展2013年第44卷第6期.在这里，这些脑内信息事件都是以神经元的放电活动来表达的。这种由海马所驱动的皮层内新近事件信息的反复激活，能促使神经元网络将这些信息中反复出现的特征参数提

6、取，并融入皮层原有的记忆编码中，并进一步使现有信息在相应的神经网络中结合、重组和再分布，从而形成新的可长期保存的事件信息。1)意识状态下大脑某些工作能力并非处于最佳状态进一步实验研究表明，工作记忆信息在SWS和快速眼动睡眠(rapideyemovement，REM)同时发生后的巩固效果最佳。借助高密度脑电图像分析，有人发现在清醒和NREM睡眠期大脑内的信息主要是从左半球向右半球流动，说明以逻辑活动为特征的左半球此时控制右半球；而REM睡眠期信息的流动为双向性，表明以创造性活动为特征的右半球此时得以

7、解脱。有人发现8%的梦境对意识状态下的创造性思维活动有明显加强作用。还有实验研究发现，REM睡眠之后受试者词语能力提高40%，正常睡眠之后受试者的数学解题能力增加一倍。这些资料表明，意识状态下的大脑某些工作能力并非处于最佳状态，其原因可能与右半球受到抑制有关。这也许是有些人在睡梦中得到灵感和顿悟或REM睡眠之后创造性思维得到升华的神经生物学解释。可见遇到棘手事件时把问题先放下，睡一觉再回头寻找答案不失为明智之举。一、睡眠剥夺对学习记忆的影响机制探讨睡眠剥夺（sleepdeprivation，SD）

8、是指由于环境或自身原因无法满足正常睡眠的情况（一般指在24h中的睡眠＜4h），睡眠减少或睡眠中断，并引起情绪、学习记忆、免疫功能等一系列改变的状况，伴随疲劳的增加可以引起生理、心理甚至行为的变化。大量实验表明，学习后快速眼动睡眠时间明显增加，且随4/4ZHEJIANGUNIVERSITY着学习任务增多、任务的复杂性增加，REM时间的增加也会更加明显，如果在此时发生睡眠剥夺，认知水平显著下降，且学习和记忆能力受损最为明显。随着人们生活节奏的加快、竞争压力的增大、网络的普及、持续性加班