于梅君
休息時,大腦會以20倍速度回放新學技能
“一張一弛是文武之道,莫把自己總是弄得那樣緊張……”《我多想唱》這首歌告訴我們:無論學習還是工作,勞逸結合很重要。這一點也得到了科學證實。
一項新研究發(fā)現(xiàn),在清醒的休息狀態(tài)下,大腦活動能以20倍的速度“回放”剛剛學過的動作。也就是說,當學習一項新技能時,如果在練習時間內頻繁插入休息時間,記憶鞏固和表現(xiàn)就會得到改善。
“我們的研究首次證明,人類清醒時,會對剛學過的技能進行神經回放,這對早期學習至關重要?!毖芯空呓榻B,這種現(xiàn)象稱為間隔效應,已在多種任務中得到證明。清醒時的記憶鞏固發(fā)生在幾秒鐘到幾分鐘內,其鞏固幅度大約是睡眠后記憶鞏固的4倍。
為驗證這一想法,研究人員使用了一種被稱為腦磁圖(MEG)的大腦成像技術。30名受試者在鍵盤上盡可能快速、準確地反復輸入“41324”,每次實驗時長10秒,重復36次,兩次實驗之間休息10秒。數(shù)據(jù)顯示,受試者的大腦在靜息態(tài)(即清醒的放松狀態(tài))發(fā)生了按鍵序列的神經重放。神經重放僅持續(xù)了50毫秒,速度卻達到實際動作的20倍。
與訓練前或訓練后的休息時間相比,在兩次練習之間的休息時間,神經重放的頻率大約要高出三倍。此外,與前11次實驗相比,在最后11次實驗之間的休息時間,神經重放的頻率更高,此時受試者學習速度更快。了解這一特征,有助于優(yōu)化治療方案或確定更好的腦刺激策略,改善中風等腦損傷后的康復效果。
你才30歲就喊老?大腦90歲還在發(fā)育
剛過30歲,就說自己老了?人家大腦可并不承認——英國科學家指出,人的大腦達到成人狀態(tài),要到我們30多歲時。歐洲一項腦研究表明,人直到90歲高齡時,健康大腦內仍有新神經元在持續(xù)發(fā)育。如此看來,我們的身體真是拖了大腦的后腿。
英國劍橋大學神經科學家研究認為,大腦有自己的發(fā)育時間表,這是一個緩慢、循序漸進的過程,最終達到成人狀態(tài),差不多要到人們30多歲時。
18歲時人的大腦仍在經歷巨大變化,20歲之后也很容易受精神障礙的影響,這個問題到了30歲左右才會得到解決。沒有成熟的大腦,也就意味著對自己情緒的控制力、與他人交往溝通的能力都有待完善。
與大腦晚熟相對,其“衰老期”也來得很晚。最新研究指出:直到90歲高齡時,健康人腦內仍會有新的神經元持續(xù)發(fā)育。而在阿爾茨海默病患者的腦內,新神經元的形成明顯減少。研究者指出,我們對大腦發(fā)育過程的全新認知,很可能對未來腦研究和社會產生重大影響。
睡覺時,你的大腦在忙著看“重播”
大家都知道,哺乳動物的睡眠分為快速眼動(REM)和非快速眼動(NREM)兩個階段,在腦電波圖上很容易區(qū)分出來。REM期間眼球會快速轉動,做夢也通常發(fā)生在這一階段,所以又稱為“做夢階段”。NREM期間眼球不轉,睡得也更沉,所以又叫“深度睡眠階段”。
弗洛伊德認為夢是潛意識的體現(xiàn),代表著被理智壓抑的深層欲望。然而,后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),夢并沒有那么神秘,它只不過是白天一些零散想法的隨機展示而已。既然如此,人為什么要做夢?日本筑波大學的神經生物學家測量了小鼠在REM和NREM睡眠期間腦部血液流動速率,發(fā)現(xiàn)清醒和非快速眼動時的血流速度幾乎沒有差別,而快速眼動階段的血液流動速度平均提高了2~3倍。
更有意思的是,研究人員故意在小鼠進入“做夢階段”時叫醒它們,然后讓它們接著睡,結果發(fā)現(xiàn)這些美夢被打斷的小鼠,血液流速會出現(xiàn)補償性增加,這說明快速眼動階段的血液流動屬于剛需,一點折扣都不能打,虧多少就得補多少。這是人類首次直接觀察到睡眠期間哺乳動物腦部的血液流動情況。
研究人員指出,腦神經活動會產生大量代謝廢物,白天可能來不及運走,只能等到晚上睡覺時再清理??焖傺蹌与A段血液流速大幅加快,說明這一清理工作很可能就是在做夢時完成的。換句話說,我們的夢,很可能只是大腦清潔工在工作時的一個副產品。
目前已知大腦血液流速的降低及做夢時長的減少,會增加患阿爾茨海默病的風險,因為這種病的病因,很可能與腦組織代謝廢物的過度堆積有關。如果能想辦法讓我們多做夢,也許能起到預防阿爾茨海默病的效果。
非快速眼動階段雖稱為“深度睡眠階段”,其實大腦仍非常活躍。在這一階段,大腦會把白天接收到的各種信息重新過一遍,重要信息會被強化,進入記憶范疇,不重要的信息則會被忘掉,以便騰出空間,迎接新的一天。