利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：
當(dāng)身體處在特定的睡眠周期時，
海馬體和新皮層的互動是形成記憶的關(guān)鍵。
01
睡眠階段在記憶的形成中起什么作用？
賓夕法尼亞大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家安娜-夏皮羅說：'我們很早就知道有用的學(xué)習(xí)發(fā)生在睡眠期間。你在醒著的時候?qū)π碌慕?jīng)驗(yàn)進(jìn)行編碼，你去睡覺，當(dāng)你醒來時，你的記憶已經(jīng)以某種方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變。'
然而，準(zhǔn)確地說，新的經(jīng)驗(yàn)在睡眠中如何被處理仍然是一個謎。
在最近發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的研究中，他們表明，當(dāng)大腦在慢波和快速眼動（REM）睡眠中循環(huán)時（大約每晚發(fā)生五次），海馬體向新皮層傳授它所學(xué)的知識，將新奇、短暫的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槌志玫挠洃洝?/strong>
'這不僅僅是大腦中局部電路的學(xué)習(xí)模型。'賓夕法尼亞州心理學(xué)系助理教授夏皮羅說：'這是一個大腦區(qū)域如何在睡眠期間教導(dǎo)另一個大腦區(qū)域，在這個時候沒有來自外部世界的指導(dǎo)。這也是一個關(guān)于我們?nèi)绾坞S著環(huán)境的變化而優(yōu)雅地學(xué)習(xí)的提議。'
02
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型帶來的新發(fā)現(xiàn)
廣義上，夏皮羅研究人類的學(xué)習(xí)和記憶，特別是人們?nèi)绾潍@得和鞏固新信息。她長期以來一直認(rèn)為睡眠在這里起到了一定的作用，她和她的團(tuán)隊(duì)一直在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行測試，記錄參與者睡眠時大腦中發(fā)生的情況。
她的團(tuán)隊(duì)還建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來模擬學(xué)習(xí)和記憶功能。
夏皮羅和同事們建立了一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，該模型由海馬體和新皮層組成，海馬體是大腦的新記憶中心，負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)世界的日常、偶發(fā)信息，而新皮層則負(fù)責(zé)語言、高級認(rèn)知和更永久的記憶存儲等方面。
在模擬睡眠過程中，研究人員可以觀察并記錄這兩個區(qū)域的模擬神經(jīng)元在什么時候發(fā)射，然后分析這些活動模式。
該團(tuán)隊(duì)使用他們建立的大腦啟發(fā)式學(xué)習(xí)算法進(jìn)行了幾次睡眠模擬。模擬結(jié)果顯示，在慢波睡眠期間，大腦大多在海馬體的引導(dǎo)下重溫最近發(fā)生的事件和數(shù)據(jù)，而在快速眼動睡眠期間，它大多在新皮層區(qū)域的記憶存儲的引導(dǎo)下重演之前發(fā)生的事情。
當(dāng)兩個大腦區(qū)域在非快速眼動睡眠期間連接起來時，那是海馬體實(shí)際上在教導(dǎo)新皮質(zhì)，然后，在快速眼動睡眠階段，新皮層重新激活，可以重放它已經(jīng)知道的東西，鞏固了數(shù)據(jù)在長期記憶中的地位。
這兩個睡眠階段之間的交替也很重要。當(dāng)新皮層沒有機(jī)會重放自己的信息時，我們看到那里的信息會被覆蓋。我們認(rèn)為你需要有交替的快速眼動期和非快速眼動期睡眠，才能發(fā)生強(qiáng)大的記憶形成。
這些發(fā)現(xiàn)與該領(lǐng)域已知的情況一致。下一步科學(xué)家將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以了解快速眼動睡眠是否真的會喚起舊的記憶，以及這對將新的信息整合到你現(xiàn)有的知識中可能有什么影響。
03
睡眠學(xué)習(xí):天才的秘密武器
在2022年初大放異彩的運(yùn)動員谷愛凌在提到自己的學(xué)習(xí)方法時。曾透露出睡覺的重要性。
她坦率地說，睡眠可以幫助復(fù)習(xí)當(dāng)天學(xué)習(xí)的東西。這是她能夠掌握許多知識和技能的關(guān)鍵之一。
很多人覺得睡覺就是休息，實(shí)際上，睡眠期間人的大腦仍在運(yùn)作，其作用往往勝過清醒時一整天的“工作量”。
但是許多家長卻仍舊堅(jiān)持固有的觀點(diǎn)，認(rèn)為犧牲了孩子的大部分休息時間來學(xué)習(xí)，孩子就能學(xué)得更多更好?？墒聦?shí)往往相反，越來越多的學(xué)習(xí)壓力，壓得孩子喘不過氣，反而更加影響了孩子的學(xué)習(xí)。
在著名主持人白巖松了解到谷愛凌的教育經(jīng)歷后，發(fā)出了這樣的感慨:孩子應(yīng)該學(xué)習(xí)谷愛凌睡夠十個小時。
對此，有人專門注意到，在谷愛凌媽媽以前的采訪中也透露出這樣的信息，孩子最重要的就是要多睡覺，只有充足的睡眠，才能有飽滿的精神。
誠然，能夠做到這一點(diǎn)的家長，需要暫時放得下對孩子的焦慮和擔(dān)憂。要知道，睡眠本身并不是學(xué)習(xí)的敵人，用得好，它是掌握知識與技能、帶來健康身體的不可或缺要素。
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