山西医科大学汾阳学院睡眠对脑适能和技能学习的作用不可忽略-泛康睡眠医学

睡眠对脑适能和技能学习的作用不可忽略-泛康睡眠医学

现代社会需要我们充分利用时间,午休往往被认为是多余的,有碍学习和工作效率。之前发表的《2017年中国网民失眠地图》显示,北京、上海、广州和深圳等发达城市的民众失眠比例较高,反映了生活压力对睡眠造成一定负面影响。

此外,社会上不时有人呼吁取消小学生午睡时间,他们认为午睡的作用仅是为了恢复儿童体力,一旦夜间睡眠充足,那就不存在午睡的必要赵棋荣。
事实确实如此吗?

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实际上,睡眠绝不仅仅是一个休息的过程孟海公!睡眠对我们提升“认知”和“脑功能”都有直接的和积极的影响。
相关研究成果大量涌现,并产生了描述这现象的专有名词:睡眠相关的记忆固化(sleep-dependent memoryconsolidation)茱莉亚文斯 。

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我们的记忆在刚形成时稳定性和效率较低,容易被破坏或干扰imqq官网。记忆固化的经典定义是一个使得记忆变得更稳定的过程。最近的研究证明记忆固化不仅仅使记忆变得稳定,还能强化它们,并且,稳定的过程和强化的过程有不同的机制。
记忆稳定的过程很大程度上都是在清醒状态下发生的。记忆强化的过程主要都是在睡眠中进行的,这种强化包括恢复曾经丢失的记忆或发生新的学习。
例如一个孩子在学习某一内容后能够记住50%,随后进行午睡,根据记忆固化理论推断,该儿童在醒来后很有可能记住60%的内容,这就是记忆固化的强化作用。最奇妙的地方在于,他没有额外的练习,余华东仅仅睡上一觉,学会的内容就更多了!由于对所学内容的固化并不需要进行有意的练习,因此,该机制或过程也被称为“离线学习”(off-line learning)。

(Wessel,Zimerman慕容嗷嗷, & Hummel, 2015)
(注解:online 在线学习;fast learning 快速学习; offline learning 离线学习; slow learning 慢速学习; consolidation 记忆固化; long term retention 技能长期保持; saving 技能提升幅度)
研究者普遍认为记忆固化是大脑中海马结构与新皮层相互作用的结果。海马在记忆固化初期起着至关重要的作用,经过细胞和系统层面的一系列生理过程,最终在新皮层形成长时记忆。主流观点假设睡眠相关的记忆固化依靠在学习发生后的睡眠中,新编码的记忆被再度激活(可以理解为一种重演)。
睡眠的作用不仅是恢复我们的体力,还与脑适能,和技能学习(学适能)有着紧密的关系。

(Rasch& Born草字头加凡, 2013)
接下来我们要介绍的实验是以儿童和成人动作技能学习为例的最新发表课题,研究不同睡眠阶段 (夜间长睡和日间短睡)对于儿童记忆固化的作用(Yan, 2017)。
实验被试是54名儿童,他们被分成三个年龄组:6-7岁组、8-9岁组和10-11岁组。每一年龄组的儿童被随机分配到3个实验组中之一:正常睡眠组、午睡组和无睡眠组。
这是一个研究技能学习的经典实验范式。

(Yan, 2017)
所有被试学习对“4-2-3-1-4”序列快速按键100次后,实验的学习阶段结束。无睡眠组被试的学习阶段在早上八点(早上九点结束),晚上八点进行技能重测(相隔11小时);睡眠组被试的学习阶段在晚上八点(晚上九点结束),经过晚上10点至第二天早上7点的睡眠后,第二天早上8点进行重测(也是相隔11小时);午睡组被试的学习阶段在早上8点(早上九点结束)徐雨文 ,中午12点至下午两点进行午睡,随后晚上8点进行技能重测。

(Yan, 2017)
三组被试的学习和重测之间的间隔均为11小时。技能重测任务有两种(反映技能学习提高的程度),第一种要求被试和对学习时一样的序列做反应,用来测量技能学习的保留情况,命名为保留测试(retention test);另一种是对新的序列(1-3-2-4-1)做反应大明十四势,用来测量技能学习的迁移情况,命名为迁移测试(transfer test)。两种任务平衡配对各自出现100次。
量表调查结果显示不同年龄组的儿童在睡眠质量上没有显著差异。在学习阶段初期(前20次反应)洛甫简历 ,三个年龄组被试之间的动作速度和准确率没有显著差异。在整个学习过程中,6岁组的动作速度提升比8岁组和10岁组要大,而三组儿童在准确率提升上没有则显著差别富基标商。随后分析年龄和不同处理(夜间睡眠、午睡和无睡眠)对离线学习的影响嵇芳。学习阶段末到重测的动作速度和准确率的提高代表了离线学习的效果。
在保留测试和迁移测试中,年龄因素都没有显著影响动作速度增加,然而,不同睡眠状况对离线学习效果的影响显著。相比无睡眠组山西医科大学汾阳学院,夜间睡眠和午睡組在保留测试中的均有着显著的速度提升,而准确率变化则不受年龄、睡眠和它们之间的交互作用的影响。
此研究在6-11岁的儿童中均观察到离线学习效应恐龙特攻队。无睡眠组的儿童在保留和转移测试中的成绩只有很少的提升黄怀晨,而夜间睡眠和午睡组则表现出较大的成绩增幅。
研究结果验证了最初的观点:睡眠不仅是满足儿童休息的需要,还能提高其学习效果。因此,根据本实验的结论,小学生午睡习惯应该得以鼓励。
从脑适能发展的角度看,我们的大脑时时刻刻接受外界的信息(有意识和无意识的)。技能学习提供大脑更多和更直接的信息,需要处理和固化,使新的信息和技能成为长期的储存和自动化的反应(动作输出)。在这个过程中,如何可以准确和高效率地达到目的,就是我们要解决的关键。合理安排儿童休息的时间和与技能学习之间的时间关系,值得考虑。
参考文献
de Vivo,L., Bellesi, M., Marshall, W., Bushong, E. A., Ellisman, M. H., Tononi, G.,& Cirelli, C. (2017). Ultrastructural evidence for synaptic scaling acrossthe wake/sleep cycle. Science, 355(6324),507-510.
Diering,G. H., Nirujogi, R. S., Roth, R. H., Worley, P. F., Pandey, A., & Huganir,R. L. (2017). Homer1a drives homeostatic scaling-down of excitatory synapsesduring sleep. Science, 355(6324), 511-515.
Rasch, B.,& Born, J. (2013). About sleep's role in memory. PhysiologicalReviews, 93(2), 681-766.
Wessel, M.J., Zimerman, M., & Hummel, F. C. (2015). Non-invasive brain stimulation:an interventional tool for enhancing behavioral training after stroke. Frontiers in Human Neuroscience, 9:265.
Yan, J.H. (2017). Children benefit differently fromnight- and day-time sleep in motor learning. Human Movement Science, 54,297–307.

(文/严进洪)
转载来源:脑适能与技能学习