随着科学研究不断深入,睡眠对学习和记忆的影响愈加明显。除了提供大脑必要的休息时间外,充足的睡眠已被证实有助于长期记忆的巩固。特别是,快速眼动睡眠(REM)和慢波睡眠在这一过程中各自扮演着不可或缺的角色,前者与非陈述性记忆的巩固相关,而后者则专注于陈述性记忆的巩固。
研究显示,健康的睡眠可显著提高学习后的表现,通过「编辑」记忆来寻找重要模式并提取关键规则。
慢波睡眠,也被称为非快速眼动睡眠(NREM),负责巩固那些需要有意识地记忆的事实,例如历史课的日期。最新的研究指出,良好的睡眠让人们在早晨重新塑造记忆,进而产生新的创造性联想。这似乎解释了为什么睡眠后的表现往往会有所提升。
睡眠的「突触缩放」假说也强调了睡眠在学习中所起的重要作用,使大脑能更有效地储存信息。
一般来说,一个正常晚上的睡眠包含NREM和REM睡眠的交替,大约每90分钟形成一个循环,并包含20至30分钟的REM睡眠。 NREM由四个睡眠阶段组成,这一阶段的运动是可以观察到的,但在REM睡眠阶段,身体几乎完全无法活动。
在运动技能的学习中,睡眠的间隔似乎至关重要。如果没有经历睡眠,潜在的表现增益会受到影响。而程序性记忆,属于非陈述性记忆,更是从快速眼动睡眠中获益良多。研究显示,进行一项手指敲击任务的受试者,在进行相应的睡眠后,其表现显著提升,这些结果再次证实了,REM睡眠对运动技能程序性记忆的巩固起了显著作用。
所以,如果睡眠剥夺会损害运动学习任务的表现,这一记忆衰退主要是由于第二阶段REM睡眠的损失。
与此同时,陈述性记忆也能从睡眠中受益,然而其受益的方式与程序记忆不同。相关研究显示,如果受试者在学习单词对之后得到睡眠,不仅可以防止记忆的衰退,还能有效地巩固这些记忆。同样被验证的还有,睡眠能够显著提高对干扰词对的抵抗力。
在睡眠后,会有更多的洞见,这是因为睡眠帮助人们重新分析他们的记忆。研究显示,与学习时的脑部活动模式类似的回放现象,在后续的睡眠中再次出现,其速度更快,这表明大脑在睡眠时强化了重要的记忆连结。
过程的降低主要发生在睡眠中,这是预防过度活动的重要手段。
不同的研究还发现,午休也有助于增强学习能力。例如,接受REM睡眠的受试者在非陈述性记忆任务中的表现明显优于仅经历NREM睡眠的受试者。
另一项研究发现,程序性任务如果在睡前学习,能够更好地被记住,而陈述性任务则适合在下午学习。这些发现不仅有助于个人学习效率的提升,还同时指出了睡眠的关键角色。
电生理学的研究给予我们进一步的印证:学习过程中形成的神经元模式会在随后的慢波睡眠中反覆出现。
更重要的是,睡眠也和学生成绩息息相关。在美国,每四名高中生中就有一名承认他们每周至少在课堂上打瞌睡一次。由于早晨的学校开始时间和学习压力,许多学生受到睡眠剥夺的困扰,导致他们的学习成效降低。甚至有学校在考虑调整开学时间,以便学生能够获得更充分的睡眠。
在近年来的研究中,某些远程学习的模式对护理学生的睡眠质量感知产生了显著影响,这使得许多大学意识到睡眠得以影响学生的学习质量和心智表现。
如果长期以来只依赖短时间的睡眠,学生的学习能力和记忆表现可能会受到持续影响而越来越差。
那么,在重塑记忆和增强学习能力的过程中,睡眠的质量和时间是多么重要呢?