睡覺時大腦會形成新的記憶？

根據一個神經科學研究團隊發現，睡眠的大腦能夠形成新的記憶。研究人員在受測者睡眠時製造複雜聲音，在他們醒來之後，能夠識別出這些聲音。

人類能夠在睡眠過程中學習這個概念被稱為睡眠教學（hypnopedia），這個概念的形成由來已久。1927年，紐約的發明家A. B. Saliger首次使用精神聽筒（Psycho-phone），用它發出了一個奇怪的音調。他將這個設備稱為「自動建議機」。精神聽筒是一個連接到鐘錶上的留聲機，它能夠播放蠟筒唱片，Saliger發現了它並且進行售賣。

Psycho-phone

蠟筒唱片

成千上萬的睡眠者購買了這個設備，包括好萊塢明星，但是Saliger並沒有提到他的名字。儘管對機器充滿了熱情，Saliger自己會聽著「鼓勵」和「健康」的歌曲打瞌睡，但是該產品最終還是被淘汰了。

巴黎PSL研究大學的神經科學家Thomas Andrillon說：「我們證明人類可以在睡眠期間學習，這是已經爭論了數年的話題。」但是，你不要指望Andrillon的實驗能教會睡覺的人說一口流利的法語。

上世紀50年代，研究人員們不認可睡眠教學這種古怪的說法。蘭德公司的研究人員在1956年報告稱，睡眠者的大腦不會在學習新事物時醒來。相反，在夜間聽到細碎聲音的受測者醒來時不會記得。（然而，關於精神聽筒這個概念一直存在，至少在app store中，一些睡眠學習軟體聲稱能夠提升外語能力、物質財富和掌握武術。）

如果你不是打算記住字典中的定義或者學會功夫的話，那麼成功還是可能的。近幾年，科學家們訓練了睡眠者形成潛意識的關聯。2014年的一項研究中，以色列的神經科學家讓66名受測者在睡眠的時候聞到混有臭味的煙草味道。在實驗之後，受測者們在兩周內會逃避煙味。

在這個新研究中，Andrillon和同事不僅僅關注於模式學習的相關性。在20名受測者睡覺期間，神經科學家製造白雜訊。Andrillon說：「這些音頻是隨機的，沒有可預測性。」但是在這些複合聲音中偶爾會嵌入一些特殊模式：一個白雜訊片段序列，持續200毫秒，重複5次。

受測者們記住了這些模式。科學家們說，缺少意義對研究有益，睡眠者們既不能關注到他們聽到的是時候，也無法建立明確的聯繫。這也是帶語言的夜間錄音帶並沒有什麼用的原因，大腦需要對聲音和語法進行登記。但是記憶聲音模式（比如白雜訊）可以自動地進行。Andrillon說：「睡眠的大腦會注意到外界發生的大量信息，並以一種難以置信的複雜度處理。」

一旦睡眠者醒來，科學家們再播放這些白雜訊錄音。研究人員讓受測者識別雜訊中的模式。Andrillon說，這並不是一個容易的任務，除非你在晚上的睡眠中碰巧記住了重複的聲音。但是受測者們卻能夠比隨機水平更好地成功發現這些模式。

此外，科學家們發現，白雜訊模式記憶的形成只發生在特定的睡眠階段。研究人員在REM睡眠和淺層睡眠製造聲音時，受測者們能夠在醒來後記住模式。而在非REM睡眠時，他們卻不能記住這些模式。Andrillon說：「在非REM睡眠時出現的模式使受測者表現更糟，它似乎是一種負面的學習形式。」

德國杜賓根大學的神經科學家Jan Born說：「研究人員首次確認，全新記憶的形成與睡眠階段有關。」

Andrillon認為，關於睡眠在新記憶形成中所起到的作用存在兩種不同的理論，這個實驗可以協調這兩個理論：一種理論認為，睡眠的大腦會重放清醒時的記憶，在回放時，記憶會得到加強，更加深刻地儲存到神經突觸中。另一種理論認為，睡眠會削弱久遠且較弱的記憶，但是仍然存在的記憶會更加突出，比如在曠野中孤零零的樹。

研究表明，這兩件事情睡眠的大腦都會做。它們只是發生在睡眠周期的不同時刻，通過剔除舊的記憶來加強新的記憶。

另一個神經科學家團隊認為，這兩個理論可能是互補的。但是直到現在他們也沒有明確的實驗結果支持。荷蘭拉德堡德大學的神經科學家Lisa Genzel說：「這些結果非常令人振奮，因為我們在幾年前已經認為不同的睡眠階段對記憶有不同的影響。」

但並不是所有的科學家都認可這一觀點。Born支持睡眠能夠加強記憶的觀點，他說該研究揭示的是睡眠期間形成記憶時發生了什麼。但是他認為正常的記憶（在清醒時的記憶）可能並不是以這種方式形成的。他說：「我對從這種方法中推斷出在睡眠期間所發生的事情感到懷疑。」

Andrillon承認研究中存在限制，比如科學家們沒有直接測量神經突觸。他說：「我們根據細胞機制對研究結果進行了解釋，也就是加強或者削弱神經突觸，但是我們沒有直接測量，因為這需要入侵式的記錄方法，所以不適用於人類。」

當被問及理解睡眠周期和記憶的作用是否有助於產生新的睡眠技巧時，Andrillon說：「我們處於巨大的未知中。但是，睡眠不僅僅與記憶相關。如果達不到推薦的7小時以上睡眠會擾亂正常的大腦功能。也就是說，即使你在睡覺時學法語，卻可能是得不償失。我對這種學習方法持謹慎態度，我不知道它是否對睡眠的其它功能有負面影響。」

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