睡眠与记忆巩固综述
记忆力与睡眠的关联

记忆力与睡眠的关联睡眠和记忆力之间有着密切的关联,睡眠是保护、巩固和促进记忆的重要因素。
睡眠不足或质量不佳会影响记忆的形成和保持。
本文将探讨记忆力和睡眠的关系,并提供一些建议来改善睡眠质量,以提升记忆力。
第一部分:睡眠对记忆的重要性睡眠对记忆的影响已经得到了广泛的研究认可。
当我们睡觉时,大脑会进行一系列重要的生理过程,这些过程对记忆和学习起着关键作用。
首先,睡眠有助于巩固和加强已经学到的知识。
研究表明,在学习某项任务后,经过充足的睡眠,人们更容易记住和回忆相关信息。
其次,睡眠有助于信息的整理与筛选,帮助我们过滤掉无关的信息,保留重要的记忆片段。
第二部分:睡眠对学习和创造力的影响除了记忆力之外,睡眠还对学习和创造力有着深远的影响。
充足的睡眠可以提高学习效率和注意力,并增强问题解决和创造性思维能力。
相比之下,长期睡眠不足或睡眠质量不佳会降低大脑的处理速度和注意力水平,从而影响学习和思考能力。
第三部分:睡眠不足对记忆的负面影响睡眠不足对记忆力的负面影响已经被广泛研究和证实。
长期睡眠不足会导致认知功能下降,记忆力减退,学习困难等问题。
此外,睡眠不足还会影响大脑中的信息传递和神经元连接,使得记忆的形成和巩固受到干扰。
第四部分:改善睡眠质量的建议为了提升记忆力,我们需要保证良好的睡眠质量。
以下是一些改善睡眠的建议:1. 定期保持规律的睡眠时间。
确保每天晚上都有足够的睡眠时间,以便身体和大脑得到充分休息。
2. 创造一个有利于入睡的环境。
保持安静、舒适和黑暗的睡眠环境,可以帮助快速入睡并保持良好的睡眠质量。
3. 避免过度使用电子设备。
电子设备的蓝光会干扰褪黑素的产生,影响入睡。
建议在睡前1小时停止使用电子设备,并将卧室保持安静、放松。
4. 建立良好的睡前习惯。
例如,洗个热水澡、喝杯温牛奶或进行一些轻松的伸展运动,有助于放松身心,为睡眠做好准备。
5. 避免过量饮酒和咖啡因。
酒精和咖啡因都会影响睡眠质量,应适度摄入或避免在睡前饮用。
睡眠与记忆功能的关联研究

睡眠与记忆功能的关联研究睡眠和记忆功能之间存在紧密的联系,众多研究表明充足的高质量睡眠对于记忆的形成和巩固起着至关重要的作用。
本文将从不同角度探讨睡眠与记忆功能之间的关联,并介绍一些提高记忆能力的方法。
一、睡眠对记忆形成的影响人们在长时间清醒状态下会经历大量信息处理和学习,这些信息需要在睡眠时进行整合和巩固,以促进长期记忆的形成。
研究发现,深度睡眠阶段是脑部结构变化最为显著的时候,在这个阶段脑内会出现大量刺激性活跃,而这一活动可以帮助加强新学习内容在大脑中新建立的神经网络连接。
此外,REM(快速动眼期)睡眠也被认为与记忆形成密切相关。
在REM睡眠期间,大脑对于情感、空间和运动等信息会进行重新整合,并且培养新旧知识之间联系的能力得到提升。
因此,充足的REM睡眠不仅可以帮助大脑对信息进行加工和保留,还能提升记忆中的创造性和灵活性。
二、睡眠对记忆巩固的重要性研究表明,在学习过程中经历一定睡眠时间可以使得记忆更加牢固。
例如,一项实验发现,在学习某一种技能后,参与者休息片刻后再次进行练习时,他们的技能水平会显著提高。
而当参与者没有休息或者只是进行简单休息时,则无法看到类似的效果。
这说明在学习之后适当地进行睡眠可以促进经验和信息在大脑中的巩固和迁移,并且提高下一次学习时候的表现。
此外,睡眠还有助于过滤并清除无关紧要的信息。
人们在白天接收到大量信息,并且很多是无关紧要或者重复内容,这些信息可能会干扰我们对重要知识点的记忆。
而睡眠具有筛选和整合信息的作用,在夜间整个事情去掉了其中多余部分从而更好地保留重要的知识。
三、提高记忆力的方式1. 保持规律的睡眠习惯:每天建立一个固定的睡眠时间,让身体和大脑充分休息。
避免熬夜,确保每晚7-9小时的睡眠。
2. 增加深度睡眠阶段:通过创建一个舒适、安静、黑暗和凉爽的睡眠环境,使用耳塞或者眼罩帮助自己更好地入睡,并提高深度睡眠比例。
3. 练习放松技巧:深呼吸、冥想和瑜伽等放松练习可以帮助缓解焦虑和紧张情绪,促进更好的入睡质量。
睡眠与记忆的关系

睡眠与记忆的关系睡眠是人类生活中不可或缺的一部分,而记忆作为人类认知能力的重要组成部分,与睡眠有着密切的关系。
本文将探讨睡眠与记忆之间的联系,并详细介绍睡眠对记忆的影响,以及有效的睡眠方法对记忆的提升。
一、睡眠对记忆的影响众所周知,良好的睡眠对身体健康有益。
然而,除了身体恢复和休息外,睡眠还对记忆的形成和巩固起着重要的作用。
研究表明,睡眠与记忆之间存在着密切的相互作用。
首先,睡眠对记忆的巩固起着重要的作用。
在睡眠过程中,大脑通过清除代谢废物和强化神经连接来巩固记忆。
研究表明,睡眠可以促进海马体相关记忆的巩固,而海马体则是人类记忆的关键区域。
因此,足够的睡眠有助于记忆的稳定和强化。
此外,睡眠还对记忆的初始阶段具有重要影响。
在学习新知识后,适当休息并充足睡眠可以帮助大脑进行信息的整理和加工。
研究显示,睡眠可以帮助新的记忆存储到长期记忆中,提高学习效果。
二、有效的睡眠方法对记忆的提升了解到睡眠与记忆之间的密切联系后,我们可以采取一些有效的睡眠方法来提升记忆。
首先,确保充足的睡眠时间。
一般成年人每晚需要约7-9小时的睡眠时间,而青少年和儿童需要更多的睡眠时间。
保持稳定的睡眠时间表,尽量在相同的时间上床睡觉,可以帮助调整身体的生物钟,并提高睡眠的质量和效果。
其次,创造良好的睡眠环境。
保持房间的安静、暗度适宜,使用舒适的床和枕头,可以提供一个有利于睡眠的环境。
避免使用手机、电视等电子设备,因为它们会发出刺激性的蓝光,干扰睡眠质量。
此外,培养好的睡眠习惯也是提升记忆的重要因素。
建立规律的作息时间表,避免在睡前进行剧烈运动或摄入咖啡因等刺激性物质。
温和的运动、放松的氛围有助于入睡和保持良好的睡眠质量。
总之,睡眠与记忆之间存在密切的关系。
良好的睡眠可以促进记忆的形成和巩固,提高学习效果。
为了提升记忆,我们应该注重充足的睡眠时间、创造良好的睡眠环境,并养成良好的睡眠习惯。
通过理解睡眠与记忆之间的关系,我们可以在日常生活中采取相应的措施来改善睡眠质量,从而提高记忆力。
睡眠对记忆的作用

睡眠对记忆的作用睡眠是人类生活中不可或缺的一部分,不仅有助于人体的恢复和修复,还对记忆的形成和巩固起着重要的作用。
在过去的研究中,人们对睡眠和记忆之间的关系进行了深入的探索。
本文将探讨睡眠对记忆的作用,并解释其中的科学原理。
一、睡眠对记忆的巩固睡眠被认为是记忆巩固的关键环节。
在学习新事物时,人的大脑会通过不同的学习过程将信息存入临时记忆中。
然而,这些临时记忆并不稳定,容易受到其他信息的干扰。
而睡眠在这一过程中发挥了重要的作用。
当我们睡眠的时候,大脑会进入到不同的睡眠阶段,包括浅睡眠、深睡眠和快速眼动睡眠(REM睡眠)。
这些不同的睡眠阶段都与记忆巩固有关。
研究发现,在快速眼动睡眠阶段,大脑会将临时记忆存储到长期记忆中,并且在这个阶段,大脑的神经元之间形成新的连接,加强记忆的存储和巩固过程。
此外,睡眠还有助于“筛选”记忆。
当我们在白天学习了大量的信息时,睡眠可以帮助大脑去除不必要的信息,从而提升记忆的效率和准确性。
这个过程被称为“记忆重塑”,通过筛选和加强重要的记忆,我们可以更好地保留所学知识。
二、睡眠对创造力的促进除了对记忆的巩固外,睡眠也被证明对创造力的提升有积极的影响。
在深度睡眠和REM睡眠中,大脑会进行信息的整合和重新组织,这对于创新思维和问题解决能力的提高起着重要作用。
研究表明,睡眠可以帮助我们建立不同思维模式之间的联系,促进新的思维模式和理念的形成。
同时,睡眠还可以清空大脑中的杂念和干扰,使我们在醒来时能够更加专注和集中注意力,为创造力的发挥提供良好的条件。
三、优化睡眠质量的方法为了充分发挥睡眠对记忆的作用,我们需要优化睡眠质量。
以下是一些方法可以帮助您获得更好的睡眠:1. 建立规律的睡眠时间:尽量在同一个时间上床睡觉,让自己的身体适应一个固定的作息周期。
2. 创造良好的睡眠环境:保持卧室安静、暗淡和凉爽的环境,避免任何可能干扰睡眠的因素。
3. 避免过度兴奋:避免在睡前过度兴奋的活动,如观看刺激性的电影、玩电子游戏等,这些活动可能会导致难以入睡。
睡眠时长与记忆力:如何睡出好记性?

睡眠时长与记忆力:如何睡出好记性?在快节奏的现代生活中,良好的记忆力是学习和工作不可或缺的能力。
而睡眠,作为恢复体力、巩固记忆的重要环节,其时长与质量直接影响着我们的记忆力。
作为神经科学与睡眠研究领域的资深专业人士,我将深入探讨睡眠时长与记忆力之间的关系,并分享如何通过优化睡眠来提升记忆力。
一、睡眠与记忆:密不可分的联系睡眠不仅是身体休息的过程,更是大脑整理和巩固记忆的关键时期。
在深度睡眠阶段,大脑会重放白天的经历,将短期记忆转化为长期记忆,从而加深我们对知识的理解和掌握。
因此,充足的睡眠对于维持和提升记忆力至关重要。
二、睡眠时长对记忆力的影响1.短睡眠的弊端:长期睡眠不足或睡眠时长过短,会导致大脑无法充分进行记忆整理和巩固,进而影响记忆力的形成和提取。
研究表明,短睡眠者在新知识学习和复杂任务处理上表现较差,且更易出现记忆衰退。
2.适中睡眠的优势:多数研究指出,成年人每晚7-9小时的睡眠时长最有利于记忆力的提升。
在这个范围内,大脑能够充分进行记忆加工,巩固学习成果,提高记忆效率。
3.过长睡眠的考量:虽然过长睡眠不常见,但过度睡眠也可能对记忆力产生负面影响。
长时间卧床可能导致身体活动减少,血液循环减慢,反而影响大脑的正常功能。
三、如何优化睡眠,提升记忆力?1.建立规律的睡眠习惯:保持每天相同的入睡和起床时间,有助于调整生物钟,使大脑在最佳时段进行记忆加工。
2.创造舒适的睡眠环境:确保卧室安静、黑暗、凉爽,使用舒适的床上用品,减少噪音和干扰,为深度睡眠创造条件。
3.限制晚间咖啡因和酒精摄入:咖啡因和酒精都可能干扰睡眠周期,影响睡眠质量,从而损害记忆力。
尽量在睡前避免这些刺激性物质。
4.进行放松活动:睡前进行冥想、深呼吸、瑜伽等放松活动,有助于减轻压力,放松身心,更容易进入深度睡眠状态。
5.合理膳食,助眠记忆:均衡的饮食对睡眠和记忆力都有积极影响。
适量摄入富含色氨酸、镁、维生素B6等有助于睡眠的营养素,如牛奶、香蕉、燕麦等。
睡眠与记忆的关系研究

睡眠与记忆的关系研究睡眠是人类正常生活所必需的,它对人体的作用远不止恢复体力和舒缓疲劳这么简单。
近年来,越来越多的研究表明,睡眠与记忆有着密切的关系。
一、睡眠对记忆的巩固作用睡眠是大脑整理和巩固记忆的关键时刻。
研究发现,睡眠时刻,大脑中的神经元会进行特定的活动,促进对新学习的记忆进行加强和固化。
这个过程被称为记忆的巩固作用。
1.1 深度睡眠对长期记忆的重要性深度睡眠是睡眠周期中的一个阶段,它对于长期记忆的巩固具有重要意义。
在深度睡眠时期,大脑会通过特定的电信号处理和整合新获得的信息,将其转化为长期记忆。
研究发现,睡眠质量不佳或缺乏深度睡眠对记忆形成和保持都有不良影响。
1.2 快速眼动睡眠对学习记忆的影响快速眼动睡眠(REM睡眠)是睡眠周期中的另一个阶段,也对学习记忆具有关键作用。
在这个阶段,大脑中的神经元活动频率非常高,与情景记忆相关的信号强度增加。
因此,REM睡眠对于学习新知识和技能,以及情景记忆的加工和保持至关重要。
二、睡眠对创造性思维的促进除了巩固记忆,睡眠也对创造性思维的促进有着显著作用。
2.1 睡眠对潜意识的启发睡眠时,潜意识得到了更好的表达和发挥,可以激发我们的创造力。
很多创意和灵感都是在睡眠中“突然”涌现的,这是因为睡眠时潜意识得到了更好的整理和处理,从而将我们在白天接触到的信息通过梦境等形式呈现出来。
2.2 睡眠对创造性问题解决的帮助睡眠不仅能够启发创造力,还可以帮助我们更好地解决创造性问题。
众所周知,当我们遇到难以解决的问题时,常常会选择放下去休息一下。
这是因为睡眠可以帮助我们从更全面、更宽广的视角重新审视问题,从而找到切实可行的解决方案。
三、改善睡眠,提升记忆力3.1 规律的作息时间保持规律的作息时间对于改善睡眠和提升记忆力起着至关重要的作用。
尽量每天保证晚上相同的入睡和起床时间,帮助身体建立良好的生物钟,从而提高睡眠质量和记忆能力。
3.2 调整睡前环境睡前环境的舒适与否也会影响睡眠和记忆。
睡眠可促进记忆巩固

睡眠可促进记忆巩固
作者:
来源:《学苑创造·B版》2023年第10期
人類在睡觉时,大脑仍然高度活跃,不仅会巩固记忆还会清除在清醒时积累的毒素,但科学家们一直不清楚其是如何做到的。
近日,发表于《自然·神经科学》的一篇论文中称,人类在睡眠时,大脑会依次进入特定的睡眠状态,协调促进神经元活动,从而帮助记忆巩固。
研究人员利用颅内脑电图技术记录了10名癫痫患者在睡眠时的大脑活动,以及神经元放电率和睡眠节律,结果发现,在慢波睡眠的慢振荡上升状态期间,睡眠纺锤波能协调涟漪的发生,这样的睡眠模式会促使神经元的放电率大幅增加,有助于增强记忆的持久性。
这项发现或有助于人们治疗神经退行性疾病。
睡眠与记忆力睡眠如何帮助我们的大脑记忆

睡眠与记忆力睡眠如何帮助我们的大脑记忆睡眠是我们生活中不可或缺的一部分,它对我们的身心健康有着重要的影响。
众所周知,睡眠对于身体的恢复至关重要,但你知道吗?睡眠也对我们的大脑记忆力有着积极的影响。
本文将探讨睡眠如何帮助我们的大脑提高记忆力。
一、睡眠与记忆的关系睡眠与记忆之间存在着密切的联系。
科学研究表明,睡眠是记忆巩固和记忆提取的重要过程。
在睡眠时,大脑通过多种机制来加强记忆的储存和连接。
首先,睡眠可以加强神经元之间的联系,促进记忆的稳定和巩固。
其次,睡眠还可以使得大脑中的垃圾物质得以清除,从而为记忆的存储提供更好的环境。
此外,睡眠还有助于提高大脑的学习和记忆能力,让我们更好地理解和记忆所学的知识。
因此,睡眠对于记忆的重要性不容忽视。
二、睡眠对记忆力的影响睡眠可以帮助我们提高记忆力。
首先,充足的睡眠时间可以提高我们的学习和记忆能力。
研究表明,睡眠不足会影响到大脑的学习和记忆功能,导致注意力不集中、记忆力减弱等问题。
相反,每晚充足的睡眠可以改善学习和记忆能力,提高我们的注意力和专注力,有助于更好地理解和记忆所学的知识。
其次,深度睡眠对于记忆的巩固和提取至关重要。
深度睡眠是睡眠过程中的一个阶段,它对于记忆的巩固和提取有着至关重要的作用。
在深度睡眠时,大脑会加强对新记忆的储存和连接,从而帮助我们更好地保存和提取记忆。
研究发现,深度睡眠对于学习和记忆的效果更好,因此保持良好的睡眠质量对于提高记忆力至关重要。
三、改善睡眠质量的方法有了了解睡眠对记忆力的影响后,我们应该如何改善睡眠质量,提高记忆能力呢?以下是一些实用的方法:1.保持良好的睡眠习惯:每天保持规律的睡眠时间,尽量在同一时间上床睡觉,这有助于调整我们的生物钟,提高睡眠质量。
2.创造良好的睡眠环境:准备一个安静、舒适、温暖的睡眠环境,确保床垫、枕头等具备良好的支撑性和透气性,有助于提高睡眠的质量。
3.避免刺激物:在睡前避免摄入咖啡因、酒精等刺激物质,避免过度使用电子产品,这些刺激物质和电子产品会干扰我们的睡眠。
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睡眠与记忆巩固的研究进展摘要睡眠活动占据着我们一生中大约1/3的时间,其意义获得了很多学者的关注。
近二十年来,睡眠与记忆巩固的关系成为了其中很重要的研究,得到了涉及行为学、生理学、细胞学和分子学等水平的实验证据支持,并且逐步发展出了再刺激—巩固理论、突触稳态假说和记忆片段重演重叠理论来对睡眠依赖的记忆巩固进行解释。
本文概括了近十几年来支持睡眠依赖记忆巩固的实验证据,介绍了有关解释理论,并对现有问题和未来研究方向进行了总结和展望。
关键词睡眠记忆巩固再激活—巩固理论突触稳态假说记忆片段重演重叠1 导言关于睡眠与学习和记忆巩固的问题很早就得到了人们的关注,在公元之初,罗马的修辞学者昆体良就对于睡眠的利处做出过如下的论述:“起初无法重复的东西等到下一天就会被熟记;这一通常被认为会造成遗忘的关键时刻其实是可以加强记忆的”。
这一论述很长时间都以常识的形式存在,直到1994年Karni、Sagi等人的研究才建立起了睡眠和记忆的联系。
之后的十几年中,有关睡眠依赖(sleep-dependent)学习和记忆巩固的研究雨后春笋般出现,并且得到了来自分子、细胞、生理学和行为学等多角度的证据支持(Stickgold, 2005)。
睡眠与记忆巩固关系的研究所面对的最大的问题之一就是记忆和记忆的巩固是一个复杂而非单一的过程,所以控制其他因素的影响,从不同角度切入成为了一个突破口。
另外,对于睡眠和记忆巩固背后机制的探讨也存在争议,再激活—巩固假说和突触稳态假说以及最近出现的“记忆片段重演重叠”是解释睡眠和记忆的几大理论,也各自获得了大量的证据支持,同时也各自存在着缺陷。
本文就旨在对近几年来有关睡眠和记忆巩固关系的研究进行回顾,对两种不同的解释机制进行分析,并且针对目前研究的进展对将来的研究提出展望。
2睡眠与记忆巩固的研究证据随着睡眠与记忆巩固的研究得到越来越多人的关注,心理学家、生物学家以及神经科学家等从不同的角度发现睡眠在大脑的记忆塑造上所扮演的重要角色。
2.1 行为水平研究记忆巩固指的是学习之后记忆加工过程,从而能够有效指导行为,因此我们可以用学习记忆之后的行为改变作为记忆巩固效果评价的指标。
而目前对于记忆的分类,我们根据是否有意识参与,将记忆分为包括情景和语义记忆的陈述性记忆,以及包括启动、程序性记忆和条件反射的非陈述性记忆。
于是,对于睡眠和记忆巩固的研究,睡眠剥夺是研究睡眠的记忆功能通常采用的研究范式,通过比较学习后是否进行睡眠导致的不同行为,可以直接证明睡眠的记忆巩固功能;另外,将个体暴露于丰富环境或者学习后导致的睡眠结构的改变也可以间接证明记忆的巩固需要睡眠。
2.1.1睡眠剥夺与陈述性/非陈述性记忆陈述性记忆指的是可以直接用意识提取的记忆,包括与事件过程有关的情景记忆和与世界知识有关的语义记忆。
在Gais等人(2006)的研究中,被试在进行一项英语-德语单词的学习记忆后,剥夺其第一晚的全部睡眠,48h后发现实验组的平均遗忘率为15%,而控制组则基本没有遗忘,证明了睡眠剥夺可以损害陈述性记忆的巩固。
而Stickgold(2005)的手指顺序运动技巧学习任务发现,被试进行手指顺序运动学习之后成绩稳步提升至60%左右,随后一组被试剥夺睡眠4-12小时,发现其成绩并没有增长,而一组进行睡眠的被试则表现除了20%的速度增长,实验还发现甚至90分钟的打盹儿都可以造成16%的速度提升。
由于手指顺序运动属于无需意识参与的程序性记忆,所以证明睡眠也会对于非陈述性记忆产生影响。
综上我们可以发现,学习后睡眠剥夺对陈述性记忆和非陈述性记忆的巩固过程均有损害。
2.1.2 REM睡眠剥夺与记忆巩固上面的结论只是揭示了睡眠与记忆巩固确实有关,而为了探究不同睡眠阶段的记忆巩固功能的差异,实验室通常采用REM睡眠剥夺的方式。
Maquet(2001)在一项大鼠双向穿梭回避反射的研究中发现,选择性剥夺训练后9-12h或者17-20h时间窗口的REM睡眠,大鼠的行为改进过程完全受损,这一点在Morris水迷宫实验、复杂性压杆操作训练和恐惧反射等海马依赖和非海马依赖的记忆中也都获得了相似的结论。
Holland和Lewis(2007)对于人类情感记忆的研究发现,如果将被试3h内的REM睡眠剥夺之后,其与情感相关的陈述性记忆不能巩固。
针对睡眠剥夺的范式,有学者提出疑问,会不会是因为睡眠剥夺引起的非特异性反应(如应激效应等)而非睡眠剥夺本身对记忆巩固产生了负性影响。
但是Ruskin等人将肾上腺切除术之后的大鼠(通过植入药片维持生理皮质酮水平)和正常大鼠在训练前同时进行睡眠剥夺,训练后行为测试没有观察到差异,说明睡眠剥夺不是应激反应的结果(李洋, 王得春, & 胡志安, 2008)。
2.1.3 学习后睡眠结构的改变以上的睡眠剥夺的实验都是针对睡眠剥夺后对行为的影响,其实,记忆行为本身也会对睡眠结构本身产生影响。
学习后睡眠总时间延长、特定睡眠状态的延长或者某种睡眠脑电活动增强等睡眠结构的改变,都可以简介证明学习后的记忆巩固需要睡眠的参与。
对于啮齿动物的研究发现,连续三周将大鼠暴露于丰富环境,随后的睡眠时间明显延长;对于人类语言学习的研究也发现,学习后NREM睡眠周期平均持续时间增长程度与回忆效果成正比(李洋, 王得春, & 胡志安, 2008);Indrani等人(2006)在Science上对于果蝇的研究甚至也发现了相似的结果。
以上结果都说明,学习记忆和睡眠之间不是单纯的作用与被作用的关系,而是存在着相互影响2.2 细胞水平研究除了容易观察到个体行为和生理神经活动的研究,研究者将研究范围扩大,试图从细胞水平找到支持睡眠与记忆相关的证据。
研究发现,睡眠对于猫视觉系统的经验依赖塑造起作用。
对于猫的知觉实验曾发现,单眼的视觉的剥夺(6h)会降低被剥夺眼视皮层细胞神经反应,但是当剥夺之后经历6h的睡眠,这个效果会得到加强,仿佛猫咪又经历了6h的视觉剥夺一般(Frank, Issa, & Stryker, 2001),这个实验证明了睡眠确定影响到视觉细胞的学习与记忆的巩固。
2.3 分子水平研究随着研究手段的不断丰富,科学家们将目标指向了对睡眠和记忆巩固关系的分子水平的研究,研究者们在老鼠中发现,基因的表达与觉醒和睡眠有关。
大量的有关于基因芯片的研究证实:大约10%的大脑皮层和小脑的基因表达在白天和黑夜中经历波动,其中有一半在觉醒和睡眠状态下表达存在差异。
有一些基因在睡眠期间会提升表达程度,其中包括那些编码钙调蛋白激酶IV和磷酸酶的基因,而上述两种物质被认为与大脑重塑以及记忆巩固有关(Cirelli, Gutierrez, & Tononi, 2004)。
另外,基因表达在睡眠时也会依赖行为模式进行激活,实验发现当被试暴露在丰富环境下,其有关功能依赖性突触重塑以及与海马的长时程增强的zif-268基因会在REM睡眠过程中被诱发表达,首先在杏仁核,内嗅皮层、听觉皮层,随后在REM期间扩散至感觉和运动皮层(Ribeiro et al., 1999)。
2.4 梦境与记忆巩固除了可观察的客观的行为、生理或者神经活动的改变,人的梦境也可以反映出睡眠中大脑的活动,虽然这一点基于的是被试的主观报告,但是也可以为记忆巩固提供证据。
对刚结束俄罗斯方块游戏被试的梦境分析发现,与我们通常的看法不同,我们在睡梦中很少会重演(replay)我们的情景记忆,这一点也得到了遗忘病人(忘记刚才玩过游戏)相同的结果。
这一点证明梦境的建构并没有伴随着基于海马调节的情景记忆的激活,而是将清醒时事件中关键元素的图像分离了出来。
这个实验还进一步证明我们睡梦状态下的记忆巩固并不仅仅是对于过去记忆的不断重演,而是存在着分离和重新建构(Stickgold et al., 2000)。
3 对睡眠依赖记忆巩固的理论解释对于睡眠与记忆巩固关系的解释,之前主要存在着两种不同的理论,即再激活—巩固假说和突触稳态理论,另外,最新的研究还提出了一种融合以上两种假说的新理论——记忆片段重演重叠(overlapping memory replay)。
3.1再激活—巩固假说许多学者认为,记忆信息获得之后暂时存储于海马,然后逐渐转移至新皮层长期储存,觉醒状态下编码的信息在睡眠过程中以一种类似“重演”的隐秘方式再激活,这些活动有利于神经网络中神经元连接加强或减弱,海马和新皮层间的信息转移,新的经历更容易转变为长时记忆,从而完成了记忆的巩固。
该理论的拥趸进行了许多实验来作为证据支持。
动物实验中,当大鼠觉醒时被长时间限制在某个海马位置细胞的位置野(location field)时,该细胞剧烈放电,而其它位置的神经元不放电,随后对睡眠期间细胞的放电进行再次探测,发现觉醒期间放电活跃的神经元放电也增多,而起先不放电的细胞仍处于静息电位(Rasch & Born, 2008 )。
另外,位置野重复位置细胞之间存在放电高相关,在随后的睡眠期间也存在着高的放电相关( Ji & Wilson, 2007)。
以上实验结果说明单独神经元的短暂放电模式以及其与其它神经元之间建立的放电同步在睡眠得到了重演,这一点也在鸟类、灵长类等动物,以及感觉皮层、纹状体等大脑结构中得到了证实(Rasch & Born, 2008)。
对于人体的研究采用的是非创伤性功能影像技术,利用这一技术,Maquet(2000)等首次发现与动物实验类似,人类被试学习时激活的脑区在随后的REM睡眠中活动也增强了。
另外,进一步的研究还发现,非陈述性记忆在REM 睡眠中被重新激活而陈述性记忆在SWS睡眠中被重新激活,并且特定脑区激活程度越强,相关的记忆检索越容易,证明了此神经活动与记忆巩固有关。
另外,Rasch等(2007)在被试的睡眠过程中施加了一种记忆信号气味诱发重演,结果发现施加特定的气味刺激,SWS睡眠期间海马活动增强,先前学习的空间定位记忆任务(海马依赖)的行为后测效果也更好,也暗示了海马的再次激活确实会帮助我们巩固记忆。
然而,也有一些学者对这种“重演”的方式产生了质疑,因为实验发现进行“重演”的神经元相对比例较少,仅仅占总记录神经元数量的12%~15%(Rasch & Born, 2008);还有就是实验发现睡眠过程中与突出强化有关的分子表达下降,而与突触抑制有关的分子表达上调,这个与再刺激期间突触连接的强化相矛盾(胡志安& 李陈, 2009);另外,迄今为止还没有找到睡眠中突触强化的直接证据(张永鹤& 盛, 2013)。
3.2突触稳态假说突触稳态假说认为,觉醒学习期间许多神经环路中的突触连接广泛增强,同时诱发睡眠需要增加,而睡眠中记忆的巩固是突触活性整体下调的副产物,睡眠时,突触会重新正常化或者下调,下调的目的是为了使得每个神经元的总突触强度或突触权重返回到基线水平,从而抵抗觉醒状态下连续学习引发的能量消耗增加和学习能力饱和(胡志安& 李陈, 2009)。