“精力充沛的小睡”可以防止倦怠;早上睡觉完善一项技能

越来越多的证据表明，睡眠——即使是打盹——似乎也能增强信息处理和学习能力。NIMH授予者Alan Hobson医学博士，Robert Stickgold博士和哈佛大学的同事们的新实验表明，午间小睡可以逆转信息过载，一夜之间在学习运动技能方面提高20%，这在很大程度上可以追溯到一些早起的人可能错过的晚期睡眠。总的来说，他们的研究表明，大脑利用晚上的睡眠来巩固白天学到的习惯、行动和技能的记忆。

底线是:我们不应该再为在工作时打个“能量盹”或在钢琴独奏会前一晚多睡一会儿觉而感到内疚。

在2002年7月的《自然神经科学》杂志上，萨拉·梅德尼克博士、斯蒂克戈尔德和同事们证明，随着一天训练的进行，“倦怠”——烦躁、沮丧和在脑力任务上表现较差——开始出现。受试者执行一项视觉任务，在计算机屏幕左下角的水平条背景下，报告三个对角线的水平或垂直方向。他们在这项任务上的分数在每天四次的练习中不断恶化。让受试者在第二次训练后小睡30分钟，可以防止情况进一步恶化，而在第三次和第四次训练中小睡1小时，实际上可以让他们的表现恢复到早上的水平。

研究人员怀疑，这种倦怠不是全身疲劳，而是局限于参与任务的大脑视觉系统电路。为了找到答案，他们使用了一套新的神经回路，在第四次练习中，他们将任务的位置切换到电脑屏幕的右下角。正如预测的那样，受试者没有感到倦怠，表现与他们在第一次会议或小睡片刻后的表现一样好。

这使得研究人员提出，视觉皮层中的神经网络“通过反复测试逐渐被信息饱和，阻止了进一步的感知处理。”他们认为倦怠可能是大脑“保存已处理但尚未通过睡眠巩固为记忆的信息的机制”。

那么小睡会有什么帮助呢?对午睡时大脑和眼部电活动的监测记录显示，较长1小时的午睡所包含的深度睡眠或慢波睡眠和快速眼动睡眠(REM)是小睡半小时的四倍多。午睡时间较长的受试者在测试当天处于慢波睡眠状态的时间也明显多于“基准”日，当时他们没有练习。哈佛大学研究小组此前的研究发现，在同一感知任务中，夜间记忆的巩固和改善与夜间第一季度的慢波睡眠和最后一季度的快速眼动睡眠有关。因为午睡几乎没有足够的时间来发展后一个清晨的快速眼动睡眠效果，慢波睡眠效果似乎是倦怠的解药。

研究人员表示，参与这项任务的神经网络在慢波睡眠期间通过“皮层可塑性机制”进行更新。“慢波睡眠是依赖经验的长期学习的初始处理阶段，也是恢复知觉表现的关键阶段。”

哈佛大学的研究小组现在已经将他们早期发现的睡眠在增强感知任务学习中的作用扩展到运动技能任务。马修·沃克博士、霍布森、斯蒂克戈尔德和他的同事在2002年7月3日的《神经元》杂志上报告说，在一夜之间，手指敲击任务的速度提高了20%，这主要是由于在醒来前的两个小时内处于第二阶段的非快速眼动睡眠(NREM)。

在这项研究之前，人们已经知道，学习运动技能的人在训练后至少一天会继续提高。例如，音乐家、舞蹈家和运动员经常报告说，即使他们一两天没有练习，他们的表现也有所提高。但直到现在，人们还不清楚这是否可以归因于特定的睡眠状态，而不仅仅是时间的推移。

在这项研究中，62名右撇子被要求在30秒内用左手尽可能快速准确地输入一组数字(4-1-3-4)。手指的每一次敲击都在电脑屏幕上显示为一个白点，而不是键入的数字，因此受试者并不知道他们的操作有多准确。12次这样的试验，中间间隔30秒的休息时间，组成一个训练课程，根据速度和准确性进行评分。

无论他们是在早上还是晚上训练，通过简单地重复任务，受试者平均提高了近60%，大部分提高都发生在前几次试验中。一组人在早上训练后进行测试，并保持清醒12小时，结果没有明显改善。但在一晚睡眠后进行测试时，他们的表现提高了近19%。另一组晚上训练的人在睡了一晚后，成绩提高了20.5%，但在再清醒12小时后，只提高了微不足道的2%。为了排除清醒时的运动技能活动可能会干扰记忆任务的巩固，另一组人甚至戴了一天的连指手套，以防止熟练的手指运动。他们的进步几乎可以忽略不计——直到睡了一整夜，他们的分数才飙升了近20%。

睡眠实验室对12名在晚上10点进行训练的受试者进行的监测显示，他们的表现改善与他们在晚上第四季度进行的第二阶段NREM睡眠的时间成正比。虽然这一阶段占了整个晚上睡眠的一半，但Walker说，他和他的同事对第二阶段NREM在增强运动任务学习方面的关键作用感到惊讶，因为REM和慢波睡眠在感知任务中也有类似的夜间学习改善。

他们推测，睡眠可能通过被称为“纺锤波”的强大同步神经元放电的爆发来增强运动技能学习，这是清晨NREM睡眠第二阶段的特征。这些纺锤波主要分布在大脑的中心，明显靠近运动区域，被认为通过触发钙流入皮层细胞来促进新的神经连接。研究发现，在运动任务训练后，纺锤体会增加。

这项新发现对学习运动、乐器或发展艺术运动控制有一定的意义。研究人员指出:“所有这些新动作的学习都需要睡眠，才能体现练习的最大好处。”由于整晚的睡眠是经历关键的第二阶段NREM睡眠最后两个小时的先决条件，“现代生活对睡眠时间的侵蚀可能会削弱你大脑的一些学习潜力，”沃克补充道。

研究结果还强调了为什么睡眠可能对大脑运动系统受损后恢复功能的学习很重要，比如斯托克综合症。它们也可能有助于解释为什么婴儿睡得这么多。“他们的学习强度可能会驱使大脑对大量睡眠的渴望，”沃克说。

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