肯·帕勒 戴芬妮·奧蒂特
英國作家阿道司·赫胥黎的長篇小說《美麗新世界》中,當一個不會講英語的小男孩睡覺時,在他耳邊持續播放英語課程,第二天醒來他就可以復述出課程的所有內容。小說中反烏托邦世界里的極權當局也通過這一方法來影響國民的潛意識。
睡眠學習法已不止一次地在古代歷史、文學作品和大眾文化中出現。例如美國動畫片《德克斯特的實驗室》中的一個片段:主角德克斯特為了完成家庭作業,發明了一臺可以使自己睡著覺就能學會說法語的神器。然而隔日睡醒后,他除了會說法語,別的語言都不會了。
大部分人都質疑睡覺時學習的可能性。但是,一些新的神經生物學研究成果表明,白天的記憶會在夜間重新浮現,這一重現的過程會加強對它們的記憶。
目前,科學家已經通過實驗證實,通過聲音和氣味可以加強大腦對日間信息的記憶。另外,科學家們在嚙齒動物身上發現了一種簡單的記憶植入法:在動物睡覺時,通過電擊訓練它們睡醒后應該去籠子的哪個部分。赫胥黎小說中的記憶法雖尚未實現,但已有研究證明,人們睡眠中的記憶可以被影響。這些科研成果為進一步研究如何進行睡眠學習奠定了基礎。
大約在赫胥黎創作《美麗新世界》的時候,干預睡眠以增強記憶的研究也剛啟動。1927年,來自紐約的阿洛伊斯·本杰明·薩里格發明了一臺自動定時提示機,用戶可以在這臺機器里錄入信息,晚上睡覺時重復播放來加強對信息的記憶或增強潛意識。他在銷售這臺機器時為其取名為“精神電話”。這一發明很像赫胥黎小說中的睡眠教學法。
20世紀30—40年代,睡眠學習法的研究正在如火如荼地進行著,因此“精神電話”睡眠學習法也得以延續。1942年,在威廉與瑪麗學院工作的勞倫斯·洛杉在她的文章中詳細記錄了在夏令營做的一個實驗:當時,夏令營里很多孩子都有啃指甲的習慣,洛杉通過錄音機為房間里的20個孩子循環播放一句話:“我的指甲很苦”。這句話每天晚上從孩子入睡150分鐘后開始循環播放300次。該實驗持續進行了54天。實驗結果表明,20個孩子中有8人停止了啃指甲,與此同時,對照組的20個沒有聽錄音的孩子里無一人停止這一行為。但實驗過程中未監控睡眠時的腦電波,以至于無法確認孩子們是否真的睡著了,因此這項實驗結果令人存疑。
1956年,睡眠學習的研究遭遇滑鐵盧,來自美國蘭德公司的兩位科學家對睡眠中的參與者們讀96個問題和答案時(比如:南北戰爭前尤利西斯·辛普森·格蘭特在什么商店工作?答案是:在五金商店),記錄了他們的腦電圖。第二天,只有在聽問題和答案時表現出清醒特征的人能將其復述出來。這樣的結果使科學家們對睡眠學習失去了信心,致使這一研究擱置了50年。
這期間,大多數科學家都放棄了關于“睡眠學習”的研究,但仍有一些人在從事類似問題的研究,希望搞清楚睡眠對記憶新信息是否有幫助。其中,代表性的研究有:熬夜后是否可以復述出前一天晚上的學習內容;什么情況下記憶力會更好:短睡之后還是通宵熬夜之后。
科學家們通過不懈努力,收集了很多有力數據證明了:在夜間睡覺時,白天的記憶會被重新激活。因此睡眠和記憶間的聯系又成為了頗有價值的科學研究課題。
很多該領域的科學家都在研究睡眠的快速動眼期,這期間做夢最頻繁且清晰。其中,有科學家認為,夜間的記憶整理工作同睡眠有關,但這一觀點還未得到證實。1983年,弗朗西斯·克里克和格雷米·米奇森兩位著名科學家(均不是心理學家)猜測,睡眠的快速動眼期和遺忘有關系。
還有一些學者重點研究慢波睡眠和沒有快速眼動的深度睡眠期。2007年,德國呂貝克大學的比約恩·拉什博士與他的同事進行了一次實驗:他們邀請參與者們記憶一些物品的位置,記憶的過程中給參與者們聞物品相關的味道。等人們入睡后,根據腦電波,實驗人員又在不同睡眠階段給參與者們聞這些味道。結果發現,慢波睡眠期間聞到氣味的參與者們,睡醒后能準確回憶出物品的位置,而在快速動眼期聞到氣味的參與者則不會記得物品位置。
2009年,我們實驗室對“定向記憶再激活”技術做了延伸,用聲音代替了氣味。我們發現,在慢波睡眠中使用聲音可以更好地促進對定向物的記憶(所謂定向物是指實驗時選好的物品,與氣味實驗的原理一致)。通過我們的方法,人們可以一次性記住50個物品的位置。比如,他們在記憶貓的圖片在電腦屏幕的哪個位置,茶壺被放到了哪個地方的過程中,會聽到相應的貓叫聲和茶壺的吱吱聲。對所有物品進行記憶后,參與者們會在舒適的環境中入睡,研究者通過腦電圖確認他們是否真的睡著并在慢波睡眠期間再次為參與者們播放此前學習階段出現過的喵喵聲、吱吱聲以及其他物品的聲音。這些聲音很小,比背景嘈雜音稍微大一點,因此睡著的參與者不會醒來。這一實驗結果表明,聲音提醒同氣味一樣會使空間記憶再激活。
最開始我們使用聲音提醒的方式引起了巨大爭議。一些睡眠研究者認為,人在睡覺時除了嗅覺,大腦皮質的其他感覺功能幾乎都處于關閉狀態。但最終我們的實驗證實了小聲重復播放聲音可以影響睡眠中的大腦并且會加強最新的記憶。另外,類似的記憶增強法在最近很多研究中都得到了證實。除了加強空間記憶之外,這種方法對學習彈奏樂曲、掌握新詞匯或新語法都有幫助。隨著科技的發展,科學家們將會進一步驗證,“定向記憶再激活”技術能否幫助人們治療疾病,緩解疾病后遺癥以及增強病愈能力。目前,我們實驗室正同美國西北大學的神經學家馬克·斯盧茨基一起測試一種中風后恢復手部運動功能的新康復方法。在患者睡覺時,科研人員為其播放提醒聲音,以輔助他們重新學習丟失的動作。這一方法被認為是具有可行性的。
上文中的實驗結果已經證明了睡眠加強記憶的可能性,那么是否可以在睡覺時向人類的大腦輸入新信息呢?這不禁讓我們又想起《美麗新世界》中統治者控制國民意識時使用的睡眠教學法。事實上,如果我們著手研究這種方法的可行性,成功或許就在前方。
未來,睡眠學習法將會幫助人們儲存記憶,加強新知識的掌握,戒掉抽煙等惡習。
盡管這樣的設想一直被認為是不可能實現的,但是,來自劍橋大學的阿娜特·阿爾濟與其同事演示了通過氣味創造簡單記憶的方法:研究者們通過實驗成功降低了吸煙者的煙癮。研究人員在參與者入睡后,給他們聞香煙和臭魚的味道。之后的一周,抽煙者的數量降低了30%,很明顯,人們已經把抽煙和討厭的臭魚味聯系在了一起。
如果建立更復雜的記憶就沒這么簡單了,但是沒準兒有一天也會實現。
睡眠不僅對于恢復體力來說是必須的,對于增強白天的記憶也十分有益。在了解如何借助睡眠幫助學習的同時,也有必要了解,生活壓力、疾病或者上年紀等原因造成的睡眠不足或者低質睡眠的危害性。卡門·維斯特伯格領導的實驗小組對有輕微記憶障礙的病人進行了測試,一般這種輕微記憶障礙常是阿爾茲海默病的預兆。結果顯示,睡眠不足會造成記憶力減退。
目前所有與睡眠、記憶相關的研究成果對借助睡眠幫助大腦儲存記憶、掌握新知識或是戒掉諸如抽煙的壞習慣等研究都有幫助。未來,研究者可以嘗試找尋控制夢境的方法使人們避免做噩夢,解決睡夢中出現的復雜問題等。現在已經有了睡眠監測手環,人們還可以通過郵箱發送樣本進行基因分析。因此,在此基礎上,我們可以考慮開始利用每天的睡眠時間進行高效活動了。這樣的發展前景可能會令一些人感到恐慌,但是也未嘗不是一個打破現實局限的機會。
[譯自俄羅斯《世界科學》]