科学证实：睡个好觉的确有助记忆

当我们入睡时，我们的大脑不是离线，而是忙于组织新的记忆。科学家现在对这个过程有了初步的了解。在最近发表在《细胞报告》杂志上的一份报告中，研究人员提供了证据，证明他们第一次直接证明了人类大脑在睡眠中重现醒着的经历。此外，在大脑-计算机接口的初步临床试验中，他们在两个大脑植入了皮质微电极阵列的受试者中观察到了这一现象。

在睡眠期间，大脑会重复清醒时经历的神经放电模式，也称为“离线回放”。一般认为这种回放是巩固记忆的基础。通过回放，最近的记忆在其神经表征中变得更加持久。科学家先前已经在动物身上观察到了回放，这项研究检验了回放是否也发生在人脑中。

在实验中，研究小组要求两名参与者玩一个连续的重复游戏。参与者在游戏前后都打了个盹。这个视频游戏有四个彩色面板，按不同的顺序点亮。玩家需要重新体验面板被点亮的顺序。然而，参与者不能移动他们的手臂，只能用他们的思维来玩游戏——想象一下，用他们的手将光标一个一个地移动到不同的目标上，然后尽可能快地按正确的顺序点击正确的颜色。在休息、玩游戏和休息期间，研究人员通过植入的多电极阵列记录了他们大脑中大量单个神经元的放电活动。

“很少有研究能像我们一样在人脑中植入多电极阵列。该研究的作者、神经空间的高级研究科学家比塔·雅罗塞维茨说:“电极小到足以监测单个神经元的放电活动。被批准用于医学适应症的电极(例如用于治疗帕金森氏病或癫痫的电极)太大，无法跟踪单个神经元的放电活动，而在这项初步临床试验中，BrainGate使用了第一个能够如此精细地记录人类脑神经活动的电极阵列。

BrainGate是一个学术研究联盟，致力于开发可长时间植入的脑-机接口。它帮助患有严重运动障碍的人利用大脑信号来移动电脑光标、机械臂和其他辅助设备，从而恢复通信和控制能力。

在比赛后的午睡期间，研究小组观察到了与比赛期间相同的神经元放电模式。换句话说，在参与者入睡后，他们的大脑仍然在神经元水平上复制着与玩游戏时相同的模式。这一发现直接证明了与人脑学习相关的回放现象的存在。

“这是我们第一次直接证明学习后小睡时的回放可能和动物一样有助于巩固记忆。在过去的几十年里，我们研究了与动物回放相关的记忆巩固机制，现在我们发现这一机制可能实际上适用于人类。”Jarosiewicz说。

尽管科学家们还没有完全理解学习和记忆巩固是如何工作的，但是这一系列的动物和人类研究表明，睡眠在学习和记忆巩固过程中起着至关重要的作用。Jarosiewicz说，“考试和重要面试前的良好睡眠有助于提高认知能力。我们有足够的科学证据表明，睡眠在这些过程中极其重要。”

研究人员表示，他们将寻找证据证明回放确实在记忆巩固中发挥了作用。该小组还提出了一个可能的设计来测试大脑中回放的强度越大，午睡后恢复的记忆越多。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107581