独特的睡眠大脑活动的爆发,被称为睡眠纺锤波长期以来,人们普遍认为它与强化近期形成的记忆有关。但新的研究已经成功地将这种激增与清醒时的特定学习行为联系起来。

在脑电图(EEG)上可以观察到这些电流波动,它们往往发生在大脑活动较低的早期睡眠阶段。发表的一项研究当代生物学研究表明,睡眠纺锤波出现在研究参与者早些时候清醒学习指定任务时活跃的特定大脑区域。这些区域的纺锤波越强,睡眠后记忆力就越好。

该研究的资深作者、牛津大学认知神经学家Bernhard Staresina说:“我们能够在每个参与者体内,准确地连接在睡眠中学习纺锤波活动的大脑区域。”英国伯明翰大学的Staresina、Marit Petzka和他们的同事设计了一套被称为“记忆竞技场”的任务,要求每个参与者记住出现在圆圈内的一系列图像。当受试者这样做的时候,研究人员用脑电图仪(EEG)测量他们的大脑活动,EEG仪使用放置在头上的电极。然后,参与者小睡两小时,之后他们要记忆一组新的图像,但随后他们必须重新创建睡觉前学习的原始图像序列。

在午睡时,研究人员在睡眠前记忆任务中活跃的特定大脑区域记录了更强烈的睡眠纺锤波,而这些区域对每个参与者来说都是不同的。这表明梭形思维模式在人脑的默认部分并不是“固定的”;相反,它与个人的思维模式有关。研究人员还观察到,在记忆过程中大脑区域出现更强烈的睡眠纺锤波的参与者在午睡后重建图像位置的效果更好。

此前的研究表明,纺锤波会引发大脑变化,从而启动强化和改善记忆的过程,部分原因是通过控制钙流入某些细胞。研究人员说,这项新研究是第一个直接测量学习过程中大脑活动来支持这种联系的研究,也是第一个将更好的记忆回忆与学习过程中活跃的区域中更强的纺锤波联系起来的研究,尽管他们注意到这并没有表明纺锤波本身是否积极地改善了记忆。Staresina说,未来的工作应该检查大脑记忆中枢海马体中的纺锤体和其他活动。

这项研究是“一份令人信服的手稿,支持纺锤波在记忆中的作用,”华盛顿大学和西雅图儿童医院的睡眠研究员和医生卢尔德·德尔罗索(Lourdes DelRosso)说,他没有参与这项工作。她希望科学家们也能研究影响学习和注意力的人的纺锤波,比如多动症和阅读障碍。