睡眠与认知的新发现

睡眠对我们的重要性不言而喻，人的一生中有三分之一的时间在睡眠中度过。在睡眠时，无论是大脑还是其他组织，其细胞生长以及很多修复功能（如基因表达和蛋白质合成）均会加速。睡眠对于我们的身体有直接影响，那么对于我们的认知功能，它的重要性又体现在哪里呢？

　　睡眠缺失的损害

　　在我们的日常生活中，如果睡眠不足，我们可能会感到乏力或者对心情造成影响，不过稍微进行一下调整就不会产生持续作用。那么如果持续不让一个人睡觉，会怎样呢？睡眠剥夺实验显示，如果睡眠被剥夺200小时，可能会导致人的情绪不稳定，易激惹；认知能力下降，注意力涣散、记忆减退和思维迟钝。以大鼠为对象进行的一组实验则表明，完全的睡眠剥夺会导致它们在三四周内死亡。死亡的确切原因并不清楚，但是这些动物的皮肤出现损伤，免疫系统也发生了衰竭。死后解剖发现，它们的身体机能也出现了损坏，表现出肾上腺增大、胃溃疡和肺水肿等症状。

　　不过在目前的研究中，还未出现完全的睡眠剥夺导致人类死亡的报道。那么一个人究竟可以多长时间不睡觉呢？17岁的高中生兰迪·加德纳曾经创下了连续11天不睡觉的记录，他连续坚持了264个小时没有睡觉。在这期间，他情绪波动极大，变得易怒，而且记忆力和注意力下降，协调能力丧失，并出现了妄想。

　　睡眠引发灵感

　　一些科学家、艺术家的发明创造或艺术作品是在睡眠中获得灵感的。比如，门捷列夫在睡眠中发现了元素周期律；前摇滚乐队披头士成员保罗·麦卡特尼的畅销歌曲《昨天》的曲调是来自他的一场梦；19世纪的德国化学家弗里德里克·凯库勒解决苯环结构这个问题也得益于梦中带来的灵感。凯库勒研究苯环的结构数年都无进展，一天在研究过程中由于过度疲劳就在椅子上睡着了，睡梦中6个碳原子变成了6条首尾相衔的蛇，这启发他提出了苯的六边形结构，也开拓了人类认识有机结构的新时代。

　　日有所思，夜有所梦。对于一般人而言，睡眠也会帮助我们解决问题吗？德国吕贝克大学便进行了一项关于人类学习的实验。研究人员设计了一道巧妙的数学题，可以连续运用简单公式就能解决，但是还有一种更好的解决办法，只是并非一目了然，如果参与者想到这一方法，问题就会更快解决。在第一轮中，所有人都没有发现这一捷径。他们将被试者分为两组：一组是睡眠组，经过一夜的睡眠后，22名被试者中有13人产生了顿悟，意识到捷径的存在；而另一组被试者在相同的时间段内不允许睡觉，结果22人中只有5人发现了此捷径。也就是说，夜间睡眠的确有助于激发灵感，为我们解决问题提供启示。

　　睡眠中的学习

　　心理学家研究发现，阅读后的短暂休息有助于记忆保持，在人们学习过后，休息组比立即回忆组的成绩要好。那么，睡眠是否有同样的功能呢？

　　有科学家发现，如果在实验者的快速眼动睡眠阶段（属于深度睡眠阶段后期）播放一段声音，在一周后与该声音相关的测试中，他们的成绩会更好。其他研究者通过对大鼠的实验发现，即便是在深度睡眠阶段，大脑也能够编码信息，进而加深记忆。而且，睡眠不只是影响我们的认知任务成绩，它还会重新整合记忆信息，形成新的记忆网络，也会有选择性地保留与场景相关的情绪，可能我们的灵感也是由此而来。

　　2014年1月的一个最新研究显示，睡眠也会有助于我们的情绪学习，在对恐怖症患者进行暴露疗法后，睡眠组与无睡眠组相比，报告的恐惧感有所降低，说明个体可能在睡眠中延续并加强了在治疗中所学习到的情绪，因此能够进一步地减少个体对恐惧对象的恐惧感。

　　睡眠如何加强记忆

　　英国约克大学等研究机构的研究显示，在入睡前学习的单词，醒后反而比刚学完时记得更清楚。研究人员还首次实时监测到“睡眠中学习”的过程。

　　研究者发明了一些新单词供志愿者学习，这些词符合英语单词的组合规则。其中一组志愿者晚上学习，学完后立即测试他们的记忆效果，然后让他们在实验室入睡，次日早上醒来后再次进行测试，结果发现测试结果比刚学完时还要好，这表明睡眠有助于加强新记忆。另一组志愿者则在早上学习，经过同样的时间间隔后在晚上测试，中间没有睡眠，则没有上一组那样的记忆增强的效果。

　　研究人员还监测了第一组志愿者在睡眠中的脑电波变化，结果发现，出现“睡眠梭形波”更多的人，睡眠中记忆增强的效果更好。“睡眠梭形波”是睡眠中不时出现的一种脑电波形式，主要出现在深度睡眠阶段。它的出现反映了大脑各部位之间正在传递信息，研究者认为或许正是在这个睡眠阶段我们巩固了新记忆，并且把它和已有的记忆网络连接起来，从而改变了旧有的记忆网络。

　　2012年，加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经物理学教授马杨克·梅塔又将上述研究推进了一步，即“与记忆相关的脑区”是如何相互作用的。梅塔教授重点关注的是影响记忆形成的脑区，主要是：新大脑皮层、海马体（旧皮层）和内嗅皮层。新大脑皮层是一个高级认知功能区域，而海马体则主要负责短时记忆的存储。

　　已有研究表明，新皮层与海马体直接建立联系对于记忆形成非常关键。而内嗅皮层就是连接新大脑皮层和海马体的，那么它是否在连接二者上起到了什么作用呢？已经有研究发现，在清醒状态下，内嗅皮层的激活对于我们完成工作记忆任务（比如根据一串连续的指令来完成任务）是非常重要的。

　　在睡眠状态下，我们的大部分大脑皮层应该都处于非激活状态。但是当小鼠处于睡眠状态时，研究者在内嗅皮层检测到一个经常出现的持续性电活动，而且这种放电活动也会引发海马体的神经元放电。研究表明，在睡觉时大脑的新皮层处于非激活状态，但是内嗅皮层和海马体却表现出与完成工作记忆任务时相似的脑活动。这是否意味着，在睡眠时，人类的“记忆大脑”在不停地巩固睡前所学习的内容呢？这一结果有待进一步在人类大脑中进行验证。

　　睡眠不仅可以使我们恢复精力，调整情绪，还能够加深记忆，甚至还可以帮我们背单词。此外，有研究者发现，一个人在做梦时所激活的大脑视觉区域与清醒时所激活的脑区是一致的，而这也将会进一步促进我们对“睡眠中学习”的脑机制的理解。

　　【责任编辑】张小萌