掃碼聯(lián)系客服
中國(guó)有一句諺語(yǔ)叫做“一夜不宿，十夜不足”，不知道大家是怎樣的，反正小編對(duì)此是深有感觸。尤其是隨著年齡漸長(zhǎng)，熬個(gè)大夜等于是要半條命，必須得好好睡個(gè)一整天才能滿血復(fù)活！在養(yǎng)生界，如果有能撼動(dòng)熱水江湖地位的存在的話，那必定是睡眠。
在我們的一生中，睡眠就占用了三分之一的時(shí)間，它就好比基因組中的非編碼RNA，雖然不能直接創(chuàng)造價(jià)值，但卻舉足輕重。好的睡眠對(duì)整個(gè)身體來(lái)說(shuō)都是有益的，而一旦睡眠不足，最先受影響的卻是大腦，因此早有科學(xué)家提出“sleep is of the brain, by the brain, and for the brain”。關(guān)于睡眠的研究數(shù)不勝數(shù)，今天咱們從認(rèn)知神經(jīng)學(xué)的角度來(lái)探究一下睡眠的小秘密~~
我們都知道，生物信息學(xué)是一門(mén)結(jié)合了生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的交叉學(xué)科，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)也是橫跨了眾多領(lǐng)域，比如生理心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等。該學(xué)科由神經(jīng)科學(xué)提供生物基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)方法，由認(rèn)知心理學(xué)提供對(duì)各種心理活動(dòng)信息操作過(guò)程的概念和解釋，二者聯(lián)姻的產(chǎn)物就是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)不同方法綜合運(yùn)用以全面回答心腦與行為之間的關(guān)系問(wèn)題。
對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，睡眠與免疫系統(tǒng)、激素系統(tǒng)、體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)和基本的代謝過(guò)程息息相關(guān)，這篇文章重點(diǎn)關(guān)注了睡眠對(duì)記憶力的影響。一百多年前，Ebbinghaus的實(shí)驗(yàn)表明睡眠可以減少信息遺忘率，因此認(rèn)為睡眠有助于提升記憶力。四十年后，Jenkins和Dallenbach再次證實(shí)睡眠后的記憶保留優(yōu)于清醒同等時(shí)間后的記憶保留，這是因?yàn)樗呖梢员粍?dòng)地保護(hù)新形成的記憶不受干擾信息的影響?，F(xiàn)在，我們普遍認(rèn)可的是睡眠依賴于海馬體對(duì)日常記憶進(jìn)行鞏固，但睡眠和記憶之間的聯(lián)系遠(yuǎn)不止如此！
不同人生階段的睡眠有什么差別？
隨著年齡的增長(zhǎng)，我們的睡眠模式也會(huì)發(fā)生改變，比如睡眠時(shí)間提前、夜間睡眠時(shí)間縮短、夜間醒來(lái)次數(shù)增加、慢波睡眠時(shí)間減少等；這些變化主要發(fā)生在青年到中年的成長(zhǎng)過(guò)程中，因?yàn)榻】道夏耆说乃呋颈３植蛔儯ㄐ【幐爬橥砭懦澹?。不知道大家有沒(méi)有注意過(guò)身邊的小嬰兒，他們一天中的大部分時(shí)間都在呼呼大睡，然而隨著年齡的增長(zhǎng)，睡眠時(shí)長(zhǎng)逐漸變短，最終過(guò)渡到晚上的一次睡眠。Spencer和Riggins將伴隨這一“午睡過(guò)渡”現(xiàn)象的心理、生理和神經(jīng)生物學(xué)變化聯(lián)系了起來(lái)，他們認(rèn)為隨著依賴于海馬體的情景記憶網(wǎng)絡(luò)的成熟，記憶存儲(chǔ)會(huì)變得更有效，反過(guò)來(lái)，這一變化又減少了大腦的睡眠壓力，形成睡眠穩(wěn)態(tài)，最終使幼兒放棄午睡，轉(zhuǎn)而鞏固夜間睡眠。
Denis等人以年齡在18-59之間的群體為對(duì)象，證實(shí)了睡眠對(duì)記憶的影響，實(shí)驗(yàn)表明睡眠可以選擇性地鞏固消極情緒，對(duì)于無(wú)關(guān)痛癢的記憶則會(huì)從“內(nèi)存”中清除。這么說(shuō)來(lái)，在糟糕的情緒下入睡，醒來(lái)后我們的負(fù)面情緒反而會(huì)加深嘍？？？對(duì)此，北京師范大學(xué)的秦紹正教授團(tuán)隊(duì)也有研究，他們發(fā)現(xiàn)，睡眠后一種叫做皮質(zhì)醇的壓力激素會(huì)影響大腦對(duì)情緒記憶的調(diào)控能力，激素”覺(jué)醒”反應(yīng)良好的個(gè)體，能夠更好地抑制新獲取的負(fù)面情緒記憶，但是，對(duì)于隔夜睡眠固化后的負(fù)面情緒記憶卻沒(méi)有調(diào)節(jié)作用。從大腦的這一記仇機(jī)制來(lái)說(shuō)，隔夜架果然吵不得呀！友情提示：惹對(duì)象生氣的朋友請(qǐng)務(wù)必在他/她睡覺(jué)之前哄好，否則第二天難度會(huì)升級(jí)哦~
籠統(tǒng)來(lái)說(shuō)，夜間睡眠可以分為“快速眼動(dòng)”(REM)和“非快速眼動(dòng)”(NREM)兩個(gè)階段， Guthrie等人發(fā)現(xiàn)與記憶密切相關(guān)的兩個(gè)區(qū)域——海馬體和大腦皮質(zhì)，可以處于不同的睡眠階段，而且它們大部分時(shí)間都是不同頻的。同海馬體相比，大腦皮層處于清醒和REM狀態(tài)的時(shí)間更久。
睡眠是怎樣影響記憶的？
睡眠有助于記憶的儲(chǔ)存和鞏固，記憶存儲(chǔ)的發(fā)育變化反過(guò)來(lái)也會(huì)對(duì)睡眠產(chǎn)生影響，這是無(wú)可非議的，然而這一過(guò)程背后的具體機(jī)制，至今仍無(wú)定論。對(duì)此，有兩個(gè)比較可靠的假說(shuō)，第一個(gè)是“主動(dòng)系統(tǒng)鞏固”假說(shuō)，該假說(shuō)認(rèn)為在睡眠期間，海馬體中記憶表征的重激活決定了皮層網(wǎng)絡(luò)的變化。關(guān)于海馬體在一個(gè)完全鞏固的情景記憶形成過(guò)程中參與的時(shí)間長(zhǎng)度，也存在著爭(zhēng)論，根據(jù)主動(dòng)系統(tǒng)鞏固假說(shuō)的觀點(diǎn)，在睡眠的干預(yù)下，隨著時(shí)間的推移，情景記憶會(huì)逐漸失去對(duì)海馬體的依賴。針對(duì)這一觀點(diǎn)，Vanasse等人經(jīng)過(guò)一年的實(shí)驗(yàn)，提出認(rèn)知記憶與早、晚期內(nèi)側(cè)顳葉活動(dòng)的增加有關(guān)，而編碼后的幾周內(nèi)，海馬體內(nèi)以及周圍留存的的記憶變得更強(qiáng)，表明海馬體仍然與那些留存的記憶有關(guān)。
另一個(gè)假說(shuō)“突觸動(dòng)態(tài)平衡”，則認(rèn)為睡眠鞏固記憶的原因是突觸強(qiáng)度的普遍降低，提高了記憶提取的信噪比。Vanasse等人對(duì)該假說(shuō)也進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，他們觀察到對(duì)學(xué)習(xí)資料的最大遺忘率與留存記憶引發(fā)的大腦激活強(qiáng)度呈正相關(guān)，這在某種程度上支持了這一假說(shuō)。
Aleman-Zapata等人以大鼠為模型，探索了睡眠鞏固記憶的過(guò)程中海馬波紋與皮層高頻振蕩之間的聯(lián)系。他們觀察到了涉及兩種不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高頻皮層振蕩，一個(gè)是震蕩較快的前額葉-頂葉網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)是震蕩較慢的海馬-頂葉網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)干擾海馬波紋時(shí)，會(huì)減少學(xué)習(xí)能力以及頂葉高頻振蕩，這表明當(dāng)學(xué)習(xí)被中斷時(shí)，皮層中的信息需求就減少了。Singh等人進(jìn)一步探討了在幾乎沒(méi)有環(huán)境輸入的情況下，海馬體-新皮層如何相互作用并完成有用的信息學(xué)習(xí)。他們的研究模型表明，當(dāng)獲得新信息時(shí)，海馬體可以通過(guò)回放新學(xué)習(xí)到的神經(jīng)表征來(lái)促進(jìn)睡眠過(guò)程中的記憶鞏固和整合，為大腦皮層提供了處理學(xué)習(xí)材料的機(jī)會(huì)。他們還發(fā)現(xiàn)，NREM睡眠促進(jìn)了新學(xué)習(xí)表征的穩(wěn)定，REM減少了具有重疊特征的新舊皮層表征之間的潛在干擾。
清醒夢(mèng)：sleep or not sleep？
顧名思義，清醒夢(mèng)就是雖然我們處于睡眠狀態(tài)，但意識(shí)卻是清醒的，即我們清楚的知道自己正在做夢(mèng)，這種特殊的精神狀態(tài)通常涉及生動(dòng)的、強(qiáng)烈的夢(mèng)境以及特殊的知覺(jué)和感覺(jué)，如飛行、懸浮或身體。研究表明，這種有趣的現(xiàn)象是可以通過(guò)一些技巧進(jìn)行引導(dǎo)的，比如冥想、催眠、藥物等。Simor等人從認(rèn)知神經(jīng)學(xué)和現(xiàn)象學(xué)的角度分析了清醒夢(mèng)的發(fā)生和維持，他們認(rèn)為清醒夢(mèng)與睡眠過(guò)程中出現(xiàn)的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤信號(hào)有關(guān)，當(dāng)預(yù)測(cè)誤差較高時(shí)，身體處于肌肉弛緩狀態(tài)，就可以產(chǎn)生清醒夢(mèng)。個(gè)體自身的意識(shí)和睡眠狀態(tài)調(diào)節(jié)等因素可以調(diào)整對(duì)該信號(hào)的敏感性，這種預(yù)測(cè)錯(cuò)誤信號(hào)會(huì)被傳遞到更高的處理層次以被減弱，然后多個(gè)感覺(jué)處理層級(jí)的加入會(huì)將夢(mèng)境和身體相關(guān)的輸入進(jìn)行整合，通過(guò)自上而下(比如從大腦皮層到感覺(jué)神經(jīng))的控制，促進(jìn)和穩(wěn)固這種多感覺(jué)的整合。這樣，就使得清醒夢(mèng)的狀態(tài)得以維持。當(dāng)我們?cè)谒郀顟B(tài)下做夢(mèng)時(shí)，由于信息的不匹配而產(chǎn)生的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤信號(hào)則可能會(huì)導(dǎo)致感官輸入成為夢(mèng)的一部分，或者清醒過(guò)來(lái)。
此外，睡眠與免疫力之間的相互作用也是眾所周知的，尤其是感染性疾病會(huì)讓我們感到疲勞，增加對(duì)睡眠的欲望，此時(shí)優(yōu)質(zhì)的夜間睡眠就是一味良藥。因此，不管工作多忙，冬天已至，疫情未退，保證睡眠，尤為重要！Wish you guys a good sleep！
參考文獻(xiàn)：
Simon KC, Nadel L, Payne JD. The functions of sleep: A cognitive neuroscience perspective. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Nov;119(44):e2201795119. doi: 10.1073/pnas.2201795119. Epub 2022 Oct 24. PMID: 36279445; PMCID: PMC9636951.
Besedovsky L, Lange T, Haack M. The Sleep-Immune Crosstalk in Health and Disease. Physiol Rev. 2019 Jul 1;99(3):1325-1380. doi: 10.1152/physrev.00010.2018. PMID: 30920354; PMCID: PMC6689741.
Li J, Vitiello MV, Gooneratne NS. Sleep in Normal Aging. Sleep Med Clin. 2018 Mar;13(1):1-11. doi: 10.1016/j.jsmc.2017.09.001. Epub 2017 Nov 21. PMID: 29412976; PMCID: PMC5841578.
J. A. Hobson, Sleep is of the brain, by the brain and for the brain. Nature 437, 1254–1256 (2005).
Simor P, Bogdány T, Peigneux P. Predictive coding, multisensory integration, and attentional control: A multicomponent framework for lucid dreaming. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Nov;119(44):e2123418119. doi: 10.1073/pnas.2123418119. Epub 2022 Oct 24. PMID: 36279459; PMCID: PMC9636904.
