瑞士两所大学的研究结论：深度睡眠有助于大脑学习效率的提高

日期：2017年5月23日

资源：苏黎士大学（University of Zurich）

概要：研究人员首次证明了为什么深度睡眠对人类大脑的学习效率至关重要。他们开发了一种针对人类大脑特定区域来调节深度睡眠的非入侵式新方法。

来自苏黎士大学及瑞士联邦理工学院（Swiss Federal Instituteof Technology）的研究人员，首次证明了为什么深度睡眠对人类大脑的学习效率至关重要。他们开发了一种针对人类大脑特定区域来调节深度睡眠的非入侵式新方法。

根据经验大多数人都会知道，哪怕只有一晚睡不好，都会严重影响第二天的工作任务。研究人员认为，深度睡眠对于人类大脑能长期保持较高的学习效率至关重要。当我们清醒的时候，由于神经细胞之间的连接（所谓的“突触”）不断接触不断刺激，使我们不断的从外界获取各种信息。当我们睡着时，突触间不在相互刺激。由于没有恢复阶段，许多突触仍保持最兴奋的状态，这意味着整个系统不会再发生变化：学习效率骤降。

深度睡眠与学习效率之间的因果关系

深度睡眠和学习效率之间的联系早已被人们所熟知并已被证明。如今，苏黎世大学（UZH）和瑞士联邦理工学院（ETH）的研究人员首次在人脑中证实了这种因果关系。苏黎世大学儿童医院（University Children'sHospital Zurich）和UZH儿童和青少年精神病学（Child and Adolescent Psychiatry）教授Reto Huber和苏黎世科技大学卫生科学与技术系（the Department of HealthSciences and Technology）教授Nicole Wenderoth，成功地针对大脑目标区域调控了深度睡眠。Reto Huber说：“我们开发了一种可以减少大脑某一部分的睡眠深度，从而证明深度睡眠与学习效率之间的因果关系。”

主观睡眠质量没有受损

在两部分实验中有六名女性和七名男性，测试需进行三种不同的肢体运动任务。具体来说就是利用白天的时间学习手指按照不同的顺序依次运动。EEG在晚上睡眠期间测试了参与者的大脑活动情况。虽然这些测试的参与者们经过第一天的学习之后可以不受干扰的睡眠，但在实验的第二天，研究人员开始在测试参与者的深睡眠期间进行实验，他们利用声刺激的方式有针对性的操控他们的睡眠。为了做到这一点，研究人员精确定位了负责学习上述手指运动的大脑部位，即负责控制运动技能的区域（运动皮质）。被测试者对此过程毫无察觉，他们自己感觉测试前后两晚的睡眠质量差不多。

深度睡眠障碍会影响学习效率

第二步，研究人员测试了对深睡眠的操作会对第二天的学习任务产生怎样的影响。在这里，他们观察记录了实验过程中测试对象的学习和表现曲线的变化情况。正如预期的那样，参与者在早上能够更出色的完成任务。然而，在这一天当中，错误率会逐渐上升。睡一觉之后学习效果又会大大提高。而经过干扰后的睡眠就并非如此了。研究结果显示，对于手指运动的学习难度明显增加且表现欠佳。学习效率与第一天晚上进行的实验结果一样薄弱。通过对运动皮质的操作，睡眠期间相应的突触兴奋没有降低。Nicole Wenderoth解释说：“在大脑强烈的兴奋区域，学习效率达到饱和，不会再发生改变，从而阻碍了运动技能的学习。”

在具有相同任务分配的受控实验中，研究人员在参与者的睡眠期间对其大脑的另一个区域进行了操作。然而，在这种情况下，该操作对测试对象的学习效率并没有影响。

计划用于临床研究

本项目的研究结果是人类睡眠研究的重要一步。科学家的目标是希望这些研究结果在临床研究中能够得到应用。“许多疾病也会在睡眠中表现出来，如癫痫症，”Reto Huber解释说，“使用这种新方法，我们希望能够操纵那些与疾病直接相关的特定脑部区域。”这将有助于改善患者的病情。

转载自《环球科学》网站

翻译：房体明

审稿：林然

原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170523083345.htm 

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