睡眠中的記憶

人在睡眠過程中是沒有意識的，可是這并不代表人腦沒有在工作。做夢、夢游等現象說明即使在睡覺的時候，人腦的一部分仍然活躍著。傳統觀點認為，睡眠中的人腦主要負責自主神經系統的運轉以調節(jié)人體的生理功能，修復和再生細胞。最新的研究表明，睡眠中的腦活動是鞏固記憶和已學知識的必要環(huán)節(jié)。從某種程度上講，一個人的學習與成長取決于他睡眠時大腦運轉的過程。更有趣的是，科學家通過實驗還發(fā)現當人們睡覺時，大腦可以在他的主人完全沒有意識的情況下對外界的刺激做出反應。

睡夢中呼喚你的名字

倫敦城市學院的波塔斯博士利用一個有趣的實驗，向我們揭示了大腦在睡眠狀態(tài)下是如何對外界發(fā)生的事情做出反應的。首先，12名“不幸”的被試者需要在實驗前24小時內不睡覺，以保證在實驗的過程中可以很快入睡。入睡約兩小時以后，被試者進入深度睡眠的狀態(tài)。實驗人員開始時而播放頻率為1400赫茲的‘嘟嘟’聲，時而播放被試者的名字。音量的大小全部控制為80分貝，這樣的音量既可以讓被試者大腦接收到，又不至于吵醒被試者。利用先進的腦成像技術和腦電技術，實驗人員觀察到，當被試者聽到自己的名字時大腦所產生的反應有別于聽到“嘟嘟”聲時所產生的反應。這說明，即使在沒有意識的睡眠狀態(tài)中，人類的大腦還是可以區(qū)分有意義的聲音和沒有意義的噪音。更令人驚訝的是，當實驗人員將同樣的實驗在被試者清醒的狀態(tài)下重復時，所得到的結果與睡眠狀態(tài)下非常相似。這表明睡眠中的大腦不但可以區(qū)分有意義的和無意義的聲音，而且已經“聽懂”有人在呼喊自己的名字。這一切都是在被試者完全沒有意識，并且在醒來以后沒有記憶的情況下觀察到的。由此可見睡眠中的大腦不但進行著自主神經系統的工作，而且還有處理外來信息的能力；其對于像噪音和姓名這樣的簡單信息的識別程度，與清醒狀態(tài)下的人腦非常接近。

午覺醒來變成“音樂家”

基于以上發(fā)現，人們不禁要問，睡眠中的大腦是否可以“學習”新知識，還是只能識別已知的信息？近年來科學家們正在積極探索讓人類可以一邊睡覺一邊學習的可能性，并且取得了一些突破性的進展。

2012年早些時候，世界知名學術期刊《自然神經學》，連續(xù)報道了兩篇有關睡眠中產生新記憶的學術研究。美國西北大學的科學家們試圖通過一個實驗證明睡一個特殊的午覺就可以使人變成一名“音樂家”。參加這個實驗的被試者需要滿足兩個條件。第一，被試者必須從沒彈過鋼琴。第二，被試者需要有睡午覺的習慣。經過篩選，16名幸運者參與了這個有趣的實驗。

在實驗的開始階段，他們先通過電子軟件學習了用鍵盤彈奏兩小段樂曲。經過反復訓練，兩段曲子的熟練程度都有了一定提高，并且演奏水平非常接近，實驗隨后進入睡眠學習階段。在被試者進入深度睡眠約10分鐘以后，實驗人員任意選擇兩首曲子中的一首放給被試者聽。由于人類午睡時的睡眠通常比較淺，音樂的音量被控制在一個較低的范圍（35分貝）。約90分鐘以后，被試者醒來，隨即被要求演奏之前學過的兩首曲子。結果使實驗人員異常興奮：被試者在演奏那段他們睡眠中聽過的曲子時，不但演奏流利而且準確度顯著高于那段沒有在睡眠中聽過的曲子。為了進一步確定是由于睡眠中播放的音樂提高了被試者的演奏水平而不是其他的原因，科學家們又將這組被試者的實驗結果與另外兩組被試者進行了對比。這兩組被試者一組為實驗中途沒有睡午覺；另一組為睡了午覺，但是午睡過程中并沒有聽任何音樂。對比結果顯示無論被試者個體的比較，還是組間比較，都證明了睡覺過程中的腦活動可以鞏固之前所學的知識和技能。

以色列科學家阿里茨博士和他的同事為我們提供了更加直接的證據，以證明人類不但可以在睡眠中加強原有記憶，還可以學習新能力。他們的實驗巧妙地結合了巴甫洛夫條件反射原理和聞到氣味不會打斷睡眠這一特點。實驗人員用化學試劑調制好兩種味道的氣體，一種帶有令人愉快的氣味（如花香）；另一種帶有令人反感的氣味（如肉體的腐爛味道）。當被試者入睡以后，實驗人員會先放一段短促的“嗶嗶”聲做為引導聲響，緊接著便釋放一種氣體。引導音分為高頻（1400赫茲）和低頻（400赫茲）兩種，分別搭配不同氣味的氣體（比如高頻音引導帶有愉快氣味的氣體；低頻音引導帶有反感氣味的氣體）。如此便形成了一個經典條件反射模式。實驗人員觀察到，當被試者聞到令人愉悅的氣味時鼻息的頻率會稍稍增加。與其相反，當被試者聞到令人反感的氣味時鼻息則會稍微放緩。這一現象與人在清醒時的反應是一致的，說明睡眠中的大腦可以區(qū)分開兩種氣體的味道。經過一定次數的引導音與氣體的搭配，僅僅播放引導音便可以調節(jié)睡眠中的被試者的鼻息，而不用釋放帶有味道的氣體。這個結果表明人腦在睡眠中依然可以建立與清醒時一樣的條件反射。接下來的發(fā)現更令科學家們感到驚訝。當被試者睡醒以后，睡眠中所建立的條件反射被保留下來：睡覺時聽到高頻音并聞到愉悅氣體，被試者醒來以后聽到高頻音會增加鼻息的頻率。同樣，睡覺時聽到低頻音并聞到反感氣體，被試者醒來以后聽到低頻音會降低鼻息的頻率。這個實驗最奇特的地方是，被試者完全不知道為什么聽到不同頻率的聲音會使他們的鼻息頻率改變，因為他們完全不記得睡覺過程中有聽到任何聲音或者聞到任何氣味。

一邊睡覺一邊學習

很顯然，人們目前對于睡眠中的大腦的了解還很有限。科學家正在積極探索人腦是否可以在睡眠中處理更為復雜的信息，而不僅局限于氣味、聲音等感官信息，這項研究意義重大。有些人相信，通過研究如何接受并處理睡眠中的大腦所反饋的信息，我們有一天可以和植物人交流。也有人相信這個領域的研究最終可以使得人類獲取知識的過程變得更加有效率。想象一下，你是一名大學生，網絡游戲和戀愛使你完全忘記了明天就是期末考試。晚上臨睡前你將一個特制的播音設備放在枕頭底下并開始播放整個學期所學的內容。第二天早上你便輕松通過考試。做為一個大學已經畢業(yè)的人，我會非常羨慕你的校園生活。我想，一切皆有可能。

【責任編輯】張小萌</