专栏名称: 脑人言
一群青年脑科学工作者组成的团队,希望能做一些有趣而严谨的原创性科普,帮助大家更好的了解脑、保护脑;同时也希望能追踪科技前沿,讨论如何模拟脑。关注领域:神经科学、认知科学、脑机接口和人工智能。
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为何你睡一觉后你觉得脑子更好使了?

脑人言  · 公众号  · 科学  · 2018-03-01 08:00

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为了弄明白是什么导致了这种异步性,研究者使用结构核磁共振成像(structural magnetic resonance imaging)技术来检查参与者的大脑。 他们发现,老年参与者的大脑中产生慢波以及存储记忆的脑区更小,也就是意味着这一部分脑区萎缩导致了健忘, 这种萎缩也削弱了睡眠中用于存储记忆的脑电波同步性机制。

对于每一个人,大脑不可能记忆一天中遇到的所有信息,必然会遗忘很多,而那些被保留下来的记忆又是遵循着何种途径转化为长期记忆的呢?数据表明,睡眠是一个引人注目的候选项,在一个人睡觉的过程中,执行许多与记忆相关的操作。但当我们睡眠时,大脑又是如何知道要保存哪些信息?忘记哪些信息?在睡眠过程中,大脑对于需要保留的信息又进行了何种操作呢?

图二 选择性记忆巩固过程,a图表示睡眠的选择机制并不是对所有的记忆都进行保留,而是有选择性的巩固部分记忆。B图表示在睡眠后,与已有记忆相关联的新的记忆内容的记忆巩固效果最好。

选择性巩固记忆的一个例子就是 情绪记忆 。情绪记忆可以在睡眠期间,尤其是快速眼动(REM)睡眠期间优先保存。此外,那些包含个人情感因素的情感体验也会被选择性地保留下来。在实验中,通过改变照片的前景和背景元素,研究人员发现,相比于无情绪的前景物体或者是相同场景的周边背景元素,在数小时的睡眠后,对于包含情绪的前景物体具有更好的记忆效果。因此, 睡眠(而不是清醒)可以从单个情景记忆的一系列不相关组成部分中区分出与情绪相关的组成部分,并对其进行选择性记忆巩固。 (这也许可以解释为何过了那么久,初恋那么难忘记?)

图三 记忆处理的类型,a图是选择性记忆机制,b图表示项目整合,把单个新的记忆内容整合到已有的记忆网络中,c图表示多项目整合,整合多个新项目的记忆内容,创建一个全新的记忆网络,并找出其中的规律。

巩固,包括稳定和增强记忆的选择性巩固(图三 a),只是睡眠期间发生的离线记忆处理(offline memory processing)的一种可能的形式 。此外,依赖睡眠的记忆整合过程中也可能会 产生新的知识, 超出记忆编码的知识。但究竟是否必须在巩固记忆的过程之前进行整合(串行处理)还是可以各自独立发生(并行处理),目前,还不得而知。我们使用术语 “记忆演变” (memory evolution)来反映这种在整合处理过程中可能发生的质变,以及它们发生的时间进程,两个包括这些记忆演变过程的类别:项目整合(item integration)和多项目整合(multi-item generalization)。

项目整合(item integration)是将新学到的知识点或者是心理表征融入已有的记忆知识网络中(图三 b)。 当一个新信息被吸收时,知识网络的一般特征被扩展,增加了网络的潜在效用和适用性,同时也赋予了新信息在该知识网络中的新含义。因此,在图2b中,一个新信息ABC被添加到现有的网络中,扩展网络中的知识数量,同时也为新信息ABC提供了一个有价值的在该知识网络中的新含义。 (文末,教大家一些提高记忆力的小窍门。)







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