馮譯
你是不是也有過這樣的經(jīng)歷:白天學習的數(shù)學公式和推導過程,晚上出現(xiàn)在夢中,讓你和數(shù)學題大戰(zhàn)300回合;白天練習過英語對話,夢中你就可以非常流利地和外國人交談,仿佛學習到“走火入魔”。通常我們會稱這種現(xiàn)象為“日有所思,夜有所夢”。最近,科學家對這種現(xiàn)象做了進一步研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),做夢真的可以幫助我們學習和記憶新學的知識,夢中的你的確是在學習的。
睡眠對學習和記憶的促進
生活經(jīng)驗告訴我們,缺少睡眠,我們會頭腦不清晰,工作學習受到嚴重影響。不過睡眠究竟怎么影響我們的學習和記憶?2014年《科學》雜志上的一篇研究對此進行了闡述。這項研究使用了在顯微鏡下可以觀察到的熒光蛋白,還有可以表達熒光蛋白的一種小鼠,通過對小鼠熒光蛋白的觀察,監(jiān)測神經(jīng)元上樹突棘的生長情況。樹突棘是神經(jīng)元樹突上伸出的棘狀突起,是神經(jīng)元之間形成聯(lián)結(jié)的主要部位。樹突棘的生長和變化與學習記憶過程密切相關(guān)。
研究者讓小鼠學習如何在一根旋轉(zhuǎn)的木桿上保持平衡,并同時記錄它們大腦中樹突棘的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在接受訓練之后,小鼠的大腦中特定位置形成了新的樹突棘(即形成聯(lián)結(jié))。接著,研究者考慮睡眠對這一過程的影響,他們用兩組小鼠進行了實驗:一組在旋轉(zhuǎn)的木桿上訓練1小時,之后睡眠7小時;另一組則訓練1小時,之后7小時保持清醒。通過對這兩組小鼠腦神經(jīng)元的觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn),被剝奪睡眠的小鼠神經(jīng)元中新樹突棘的成長明顯較少。由此得到結(jié)論:在學習過后,睡眠可以促進神經(jīng)元樹突棘的生長即促進學習過程中聯(lián)結(jié)的形成,并可能通過這種方式促進學習和記憶的效果。
這篇研究并沒有將睡眠的不同過程分開,也只提到了睡眠對于聯(lián)結(jié)建立的促進,那么做夢對于學習和記憶以及記憶再激活的過程又有什么影響呢?
夢對學習和記憶的促進
睡眠的過程分成不同的腦電波階段:非快速眼動睡眠——此時腦電波為慢波;快速眼動睡眠——此時腦電波頻率較快。其中做夢是處于快速眼動睡眠狀態(tài),也就是我們俗稱的深度睡眠時期。正常人入睡時先進入淺睡即非快速眼動睡眠階段,然后再進入做夢階段。從入睡到做夢階段為一個睡眠周期,一般一夜睡眠經(jīng)歷4~5個睡眠周期的交替。
最近,神經(jīng)科學家埃林和羅伯特找了一些哈佛大學的本科生進行了如下實驗:他們讓這些學生在電腦前坐45分鐘,玩一個迷宮游戲。在迷宮中,研究者將一個特定的對象設為終點,讓學生們記住,然后讓他們從迷宮里一個隨意的點出發(fā),找到到達終點的途徑。做完游戲之后,學生們被分為兩組,一組人去睡覺,一組人則留下來看錄像。研究者利用腦電技術(shù)探測了睡覺組的大腦活動,之后在一個做夢周期結(jié)束時叫醒他們一次,問他們夢到了什么,或者在他們睡完午睡醒來之后問他們做夢的情況。接著對兩組人再進行一次迷宮游戲的測試,結(jié)果表明,在測試中,睡覺組相對于不睡覺組更快地找到了特定目標。其中還有4位同學做夢夢到了迷宮,他們找到特定目標的速度是其他睡覺組成員的10倍!做夢促進了他們的學習和記憶。
對于研究中做夢促進人對迷宮游戲的學習和記憶,研究者有進一步的解釋。研究發(fā)現(xiàn),做夢能夠?qū)е掠洃浀脑偌せ?。因為夢的周期正好對應著神?jīng)同步的增強期,此時大量的神經(jīng)元能夠被同時激活,從而提高對特定事物的記憶。在上述研究中,羅伯特等人就注意到,被試者的夢并不僅是對剛學習過的迷宮經(jīng)驗的精確重現(xiàn),還激活了相似的經(jīng)驗。比如,其中的一個學生不僅夢到了迷宮的影像,而且夢到了自己幾年前在一個蝙蝠洞探險的經(jīng)歷。這表明大腦在做夢的時候不僅激活了某個學習經(jīng)驗,還激活了相關(guān)的學習經(jīng)驗。美國西北大學肯·帕勒的研究團隊也有相似的發(fā)現(xiàn),如果先給被試者建立一種聲音和一幅圖的聯(lián)結(jié),并在其做夢的時候(快波睡眠時期)播放這種聲音,之后被試者對那幅畫的記憶也會增強。
這些研究成果得到的結(jié)論讓人驚喜,尤其對于學習第二語言的人來說,做夢的促進效應將非常有用。我們都知道,學習外語是通過建立外語詞匯和母語詞匯的聯(lián)結(jié)來完成的,那么我們試想一下,在白天背了一些單詞和單詞的中文釋義之后,做夢時在你耳邊重復中文釋義是不是會有效提高單詞的記憶效果呢?“懶人們”仿佛聽到了福音——把鬧鐘關(guān)掉!讓我把夢做完,我要多背一些單詞哦!
(選自2016年18期《百科知識》)