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睡眠时间总被认为是休息时间、非生产性时间。这就提出了一个问题:睡眠时间是否可以更有效地利用——比如学习一门新语言?

到目前为止,睡眠研究的重点是在之前清醒状态下形成的记忆的稳定和强化(巩固)。

然而,在睡眠中学习很少被研究。

有相当多的证据表明,在睡眠的大脑中,醒着时学习的信息正在经历一个重演。

睡眠中的“重播”强化了仍然脆弱的记忆痕迹,并将新获得的信息嵌入到先前存在的知识存储中。

如果在睡眠过程中反复播放可以改善从清醒中学习到的信息的存储,那么第一次播放——新信息的初始处理——在睡眠期间也应该是可行的,潜在地在清醒状态下留下记忆痕迹。

这是瑞士伯尔尼大学心理研究所和学院间研究合作机构“解码睡眠”(Decoding Sleep)的凯瑟琳娜·亨克(Katharina Henke)、马克·祖斯特(Marc Zust)和西蒙·鲁奇(Simon Ruch)的研究问题。

这些研究人员现在首次表明,在午觉期间,新的外语词汇及其翻译词可能与储存在清醒状态下的联想有关。

在醒来后,参与者可以重新激活睡眠形成的联想,以获取单词的含义时,表示与之前睡眠播放的外国单词。

海马状突起是一种大脑结构,对于醒着时的联想学习至关重要。

这项实验的结果发表在科学杂志《当代生物学》上。

大脑细胞的活跃状态对睡眠学习至关重要

凯瑟琳娜·亨克(Katharina Henke)的研究小组研究了睡眠中的人在大脑细胞处于活跃状态(即所谓的“上升状态”)时,是否能够在播放的外语词汇和翻译词之间形成新的语义联系。

当我们进入深度睡眠阶段时,我们的脑细胞会逐渐协调它们的活动。

在深度睡眠中,脑细胞通常在短时间内处于活跃状态,然后它们共同进入短暂的不活跃状态。

活动状态称为“上升状态”,不活动状态称为“下沉状态”。

这两种状态大约每半秒钟交替一次。

人工语言中睡眠时播放的单词和德语翻译的单词之间的语义关联只有在两个单词中的第二个单词在上升状态下重复播放(2、3或4次)时才会被编码和存储。

例如,当一个正在睡觉的人听到单词对“tofer = key”和“guga = elephant”时,当他们醒来后,他们能够以一种超乎寻常的准确性对睡眠中播放的外语词进行分类,判断它们指的是较大的(“guga”)还是较小的(“tofer”)。

有趣的是,大脑的语言区域和海马体——大脑的重要记忆中枢——在唤醒检索睡眠学习的词汇时被激活,因为这些大脑结构通常负责居中传达新词汇的唤醒学习。

“这些大脑结构似乎独立于意识的普遍状态——深度睡眠时无意识,清醒时有意识——来调节记忆的形成。”

记忆的形成不需要意识

除了它的实际意义,这个睡眠学习的新证据挑战了当前的睡眠理论和记忆理论。

睡眠是一种被封装起来的精神状态,在这种状态下我们与物质环境分离,这种观点已经站不住脚了。

“我们可以证明,在深度睡眠中不可能进行复杂的学习,”第一作者之一西蒙•鲁奇(Simon Ruch)表示。

目前的研究结果强调了凯瑟琳娜·亨克(Katharina Henke)在2010年发表的关于记忆和意识之间关系的新理论概念。

Katharina Henke说:“深度睡眠对获取新信息的作用程度和后果将是未来几年研究的一个主题。”

Katharina Henke的研究小组是“解码睡眠:从神经元到健康与心理”(IRC)跨学院研究合作项目的一部分。这是一个由瑞士伯尔尼大学资助的大型跨学科研究项目。

医学、生物学、心理学和信息学的13个研究小组是IRC的一部分。这些研究小组的目的是更好地理解睡眠、意识和认知的机制。

这项研究报告是与Roland Wiest合作进行的,他隶属于伯尔尼大学(University of Bern)诊断和介入神经放射学研究所的高级神经成像(SCAN)支持中心。

这两个研究小组也属于BENESCO联盟,该联盟由22个跨学科研究小组组成,专门从事睡眠医学、癫痫和意识状态改变的研究。

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