隨著科學研究不斷深入,睡眠對學習和記憶的影響愈加明顯。除了提供大腦必要的休息時間外,充足的睡眠已被證實有助於長期記憶的鞏固。特別是,快速眼動睡眠(REM)和慢波睡眠在這一過程中各自扮演著不可或缺的角色,前者與非陳述性記憶的鞏固相關,而後者則專注於陳述性記憶的巩固。
研究顯示,健康的睡眠可顯著提高學習後的表現,通過「編輯」記憶來尋找重要模式並提取關鍵規則。
慢波睡眠,也被稱為非快速眼動睡眠(NREM),負責鞏固那些需要有意識地記憶的事實,例如歷史課的日期。最新的研究指出,良好的睡眠讓人們在早晨重新塑造記憶,進而產生新的創造性聯想。這似乎解釋了為什麼睡眠後的表現往往會有所提升。
睡眠的「突觸縮放」假說也強調了睡眠在學習中所起的重要作用,使大腦能更有效地儲存信息。
一般來說,一個正常晚上的睡眠包含NREM和REM睡眠的交替,大約每90分鐘形成一個循環,並包含20至30分鐘的REM睡眠。NREM由四個睡眠階段組成,這一階段的運動是可以觀察到的,但在REM睡眠階段,身體幾乎完全無法活動。
在運動技能的學習中,睡眠的間隔似乎至關重要。如果沒有經歷睡眠,潛在的表現增益會受到影響。而程序性記憶,屬於非陳述性記憶,更是從快速眼動睡眠中獲益良多。研究顯示,進行一項手指敲擊任務的受試者,在進行相應的睡眠後,其表現顯著提升,這些結果再次証實了,REM睡眠對運動技能程序性記憶的鞏固起了顯著作用。
所以,如果睡眠剝奪會損害運動學習任務的表現,這一記憶衰退主要是由於第二階段REM睡眠的損失。
與此同時,陳述性記憶也能從睡眠中受益,然而其受益的方式與程序記憶不同。相關研究顯示,如果受試者在學習單詞對之後得到睡眠,不僅可以防止記憶的衰退,還能有效地鞏固這些記憶。同樣被驗證的還有,睡眠能夠顯著提高對干擾詞對的抵抗力。
在睡眠後,會有更多的洞見,這是因為睡眠幫助人們重新分析他們的記憶。研究顯示,與學習時的腦部活動模式類似的回放現象,在後續的睡眠中再次出現,其速度更快,這表明大腦在睡眠時強化了重要的記憶連結。
過程的降低主要發生在睡眠中,這是預防過度活動的重要手段。
不同的研究還發現,午休也有助於增強學習能力。例如,接受REM睡眠的受試者在非陳述性記憶任務中的表現明顯優於僅經歷NREM睡眠的受試者。
另一項研究發現,程序性任務如果在睡前學習,能夠更好地被記住,而陳述性任務則適合在下午學習。這些發現不僅有助於個人學習效率的提升,還同時指出了睡眠的關鍵角色。
電生理學的研究給予我們進一步的印證:學習過程中形成的神經元模式會在隨後的慢波睡眠中反覆出現。
更重要的是,睡眠也和學生成績息息相關。在美國,每四名高中生中就有一名承認他們每週至少在課堂上打瞌睡一次。由於早晨的學校開始時間和學習壓力,許多學生受到睡眠剝奪的困擾,導致他們的學習成效降低。甚至有學校在考慮調整開學時間,以便學生能夠獲得更充分的睡眠。
在近年來的研究中,某些遠程學習的模式對護理學生的睡眠質量感知產生了顯著影響,這使得許多大學意識到睡眠得以影響學生的學習質量和心智表現。
如果長期以來只依賴短時間的睡眠,學生的學習能力和記憶表現可能會受到持續影響而越來越差。
那麼,在重塑記憶和增強學習能力的過程中,睡眠的質量和時間是多麼重要呢?