牺牲睡眠去学习，你OUT啦
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基于近期我们一直在谈论睡眠和记忆力的话题，今天我们就把这两个方面联系起来，搜罗了国际上最前沿的科学研究，看看什么样的睡眠对于我们的记忆和学习有最大的帮助。同时也希望这篇文章能给予所有有孩子的父母们以启示，如何才能有更加科学的学习方法。
经过数十年的研究，有大量证据证实睡眠对于认知和记忆巩固的重要性。这些研究另我们越来越清楚的发现，睡眠过程已被证明在我们如何保留新信息方面发挥了重要作用，在清醒状态期间学习到的信息在睡眠期之后被存储在了更深的层次上，这个过程通常被称为记忆合并（memory consolidation），我们基本上对在清醒的时候收集的所有信息进行排序，并将其归入更高的大脑皮质中心。
在不同的睡眠阶段信息如何合并并存储仍然是争论的话题，之前一般认为情绪记忆在快速动眼睡眠（REM）期间得到巩固，而事实和数字等陈述性记忆在慢波或深度睡眠期间得到巩固。同时，科学家们也一直在努力希望弄清楚我们是否真的有能力在睡觉时接收并记忆新的信息。今天我们就把近年来国际上的这些最前沿的研究结果一一分享给大家。
2016年由法国国家研究机构运营的“Investissements d'Avenir”计划支持、并在心理科学杂志发表的一项引人注目的研究，表明睡眠是学习策略的重要组成部分，学生应该采取零星的小睡来帮助更快地记忆信息。
“我们的研究结果表明，在学习之间交错睡眠会带来双重优势，一方面减少重新学习所花费的时间，另一方面也确保了知识的掌握比单独学习有更好的长期保留，”法国里昂大学的心理科学家Stephanie Mazza解释道。“以前的研究表明，学习后睡觉绝对是一个很好的策略，但现在我们证明在两次学习课程之间睡觉会大大改善这种策略。”
虽然之前的研究表明，重复练习和睡眠都可以帮助改善记忆力，但很少有关于重复练习和睡眠在结合时如何影响记忆。Mazza及其同事假设在学习课程之间小睡可能会使重新学习过程更有效率，减少将信息提交到记忆所需的工作量。
实验是这样进行的，40名法国成年人被随机分配到“睡眠”组或“唤醒”组。在第一次学习中，所有参与者都以随机顺序被告知了16对法语 - 斯瓦希里语单词对。在每一对词语学习7秒之后，出现了斯瓦希里语单词并且提示参与者写出法语翻译。然后显示正确的单词对4秒。任何未正确翻译的单词都会再次出现，直到每个单词对都被正确翻译。
在初始学习阶段后12小时，参与者再次被召回完成任务，练习整个单词对列表，直到所有16个单词被正确翻译。重要的是，一些参与者在早上完成了第一次学习阶段，在同一天晚上完成了第二次学习阶段（“唤醒”小组）; 另外一些人在晚上完成了第一次学习，睡了一觉，第二天早上完成了第二次学习（“睡眠”小组）。
在第一次学习中，两组在他们最初可以回忆的单词数量、或他们需要记住所有16个单词对所需的学习次数方面没有差别。
但是在12个小时之后，反馈数据却出现了明显的差别：在两次学习之间睡觉的参与者平均回忆起16个单词中的10个，而那些没有睡觉的人只回忆了大约7.5个单词。重新学习时，那些睡觉的人只需要大约3次学习就能回忆起所有16个单词，而那些保持清醒的人则需要大约6次学习。最终，两个小组都能够学习所有16个单词对，但在两次学习之间睡觉似乎令参与者在更短的时间内以更少的努力做到这一点。
“睡眠似乎改变了初次学习和再次学习之间记忆的某种方式，”Mazza说。“这种转变使受试者能够更快地重新编码信息，并在重新学习期间节省时间。”
参与者在两次学习之间的睡眠所带来的记忆力提升还能在未来持续一段时间。随访数据显示睡眠组的参与者在1周后的召回测试中的表现同样优于同龄人。睡眠组显示出很少的遗忘，回忆起大约15个单词对，而唤醒组则能够回忆起大约11个单词对。这个优势在6个月后仍然明显。
Mazza及其同事总结说，研究结果表明，与睡眠交替进行学习可能是一种简单有效的方法，可以在较长时间内记住信息，而花费较少的时间和力气。
时隔一年，法国巴黎的另外一个研究团队也做了相似领域的研究，揭示了不同睡眠阶段（对于睡眠阶段的介绍，请参考我们之前的文章）是如何参与学习记忆，甚至是获得新知识的。通过将受试者暴露于反复的听觉刺激，研究人员证明大脑能够在某些睡眠阶段学习这种声音模式，而在深度睡眠期间他们可能会遗忘这些信息。该项研究发表于Nature Communications杂志上。
人类大脑的学习能力令人惊讶：它甚至可以记住无意义的重复的声音。研究人员选择了这种被动的、特别适合睡眠受试者的听觉刺激来探索学习和睡眠之间的联系。他们将志愿者睡眠状态下暴露在噪音中，这些噪音包含了重复的声音，然后使用脑电图跟踪他们的大脑活动。由于大脑对新的，不熟悉的声音作出的反应和学习声音的反应不同，脑电图分析可以在受试者没有醒的状态下，向研究人员展示听到的声音是否已被记忆。
分析睡眠中受试者的大脑活动以及醒来后的行为反应，表明他们认识在REM睡眠和N2期睡眠期间听到的噪音。这些研究结果表明，我们的大脑能够在这两个睡眠阶段学习，也就是说我们的大脑也可以在打瞌睡的同时记住新的表征和对象。
该研究还提供了关于深度睡眠的新信息（阶段N3）。研究人员发现当在深度睡眠（N3）阶段向受试者播放声音时却恰好相反：如果EEG结果显示声音模式是通过REM或N2阶段学习的，如果随后通过N3阶段播放，在N2睡眠期间学习的声音会被遗忘，就像从记忆中消失一样。此外，在醒来之后，受试者发现这些声音比全新声音更难学习。
清醒和睡眠中的噪声记忆范例。
在睡眠阶段，参与者躺在床上，同时持续暴露于白噪声刺激。
这项新的研究清楚地表明，只要在正确的阶段发出声音，我们的大脑肯定能够记住在睡眠时听到的听觉信号。同时这些发现也支持了N2和REM睡眠有利于大脑可塑性和主动记忆巩固的想法，而N3睡眠似乎实现了必要的卸载记忆的功能。这些新颖的结果很重要，因为它们可以调和关于睡眠功能的两种理论，而这两种理论之前通常被认为是矛盾的：人们认为睡眠是巩固白天获得的知识的时间，而另一个观点则认为睡眠是一个筛选丢弃不再需要的信息的过程。研究人员在发现这些现象之后，下一步的问题就是睡眠在记忆中扮演的这种双重角色的神经机制是什么，以及需要进一步研究以确定这种现象是否会转化为更复杂的听觉学习，例如听单词。
最后，我们再看看去年最新的这个研究，日间的午睡是如何帮助您处理无意识的信息的。该研究发表在《睡眠研究》杂志（The Journal of Sleep Research）上。该研究结果支持这一建议：人们在做出具有挑战性的决定之前，一段时间的睡眠可能有助于人们更好的权衡利弊或获得更多的洞察力。
由布里斯托大学研究人员领导的、医学研究委员会资助的该项研究旨在了解短期睡眠是否可以帮助我们处理无意识信息以及如何影响人的行为和反应时间。 这项研究结果进一步揭示了短暂睡眠对大脑认知功能的益处，并发现即使在短暂的睡眠期间，我们也会处理无意识（潜意识）的信息。
该研究招募了16名健康受试者并将他们分配给两个不同的任务的任务：控制任务（ a control task）和掩蔽启动任务（masked prime task ）。控制任务是传统的反应挑战，受试被要求需对屏幕上显示的蓝色或红色方块作出反应，而掩蔽启动任务却更加神奇：在屏幕上显示一个单词大约一秒钟，在该单词之前，它们被显示为另一个单词，可能是30或40毫秒，这个两个词之间是一个看起来像XXXXX 的500毫秒的掩蔽（prime）。因此，三部分刺激的展现形式就是类似于：和平 - XXXXX - 喜悦。第一个词没有被有意识感知，尽管它确实激活了神经反应。有趣的是，如果该对中的第一个“掩蔽启动”与第二个目标词不一致，则一个人的神经反应时间比该词对一致时时要慢。
启动任务（prime task）
启动是一种心理学实验的技术，当暴露于一种刺激后，会影响对后续刺激的反应，而这种影响无需有意识的指导。例如，在单词DOCTOR之后，单词NURSE比单词BREAD更快的被识别。启动可以是感知觉的、语义的或概念的，它们的产生几乎是瞬间完成的。然而，启动效应影响的持续时间尚无法确定。
当两种刺激处于相同的形式时，启动效果最佳。例如，视觉提示可以有最佳的视觉启动，而言语启动最适合口头提示，同时启动也可以发生在不同的形式之间，或语义相关的词之间，如“医生”和“护士”。
使用EEG跟踪参与者对测试的神经反应。在第一轮测试后，一些参与者被指示进行90分钟的午睡，而其他人则保持清醒。然后重复这些测试，有趣的是，午睡组显示出对掩蔽启动任务的神经反应速度提高。但是，两组之间在控制任务上的表现没有差异。
研究人员假设90分钟的午睡以某种方式提高了参与者处理潜意识信息的能力，因此当他们重新执行掩蔽启动测试时，他们显示出更快的反应。
该项目的研究人员之一Liz Coulthard说：“这些发现非常值得关注，因为它们发生在参与者没有意识觉知下，通过无意识的方式处理暗示的线索。”
该研究提供了一个有趣的视角，了解大脑是如何潜在地处理我们无意识地感知的信息。研究小组正在开始进一步研究这一有趣的现象，希望可以发现潜在神经机制，而这些机制能够帮助我们未来优化学习、以及以目标为导向的决策提供方法。
THE END
总结一下上面三个关于睡眠和学习记忆相关的研究的主要结论：
1、睡眠可以帮助我们提升记忆效果，并为从新学习节省了时间。所以，为了孩子们能有更好的学习效果，好好睡觉很重要。
2、在睡眠的不同阶段，有的是加深记忆（快速动眼睡眠和第二阶段睡眠），有的是可以删除记忆（深度睡眠），当然这种睡眠对于记忆的筛选过程远比我们现在理解的要复杂的多，至于大脑是如何选择性筛选，还是需要我们的科学家们进一步研究。但是，睡眠本身可以加深记忆是毫无疑问的。
3、午睡会促进大脑潜意识的信息处理能力，使得我们更有洞察力。因此，如果时间允许，中午小憩片刻还是很有益处的。
参考文献：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jsr.12728
https://www.nature.com/articles/s41467-017-00071-z
http://www.psychologicalscience.org/index.php/news/releases/sleep-makes-relearning-faster-and-longer-lasting.html
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