●索隆 編
生活經驗告訴我們,勞逸結合很重要,適當放松能讓人以更好的狀態投入學習、工作。一項新研究發現,在清醒的休息狀態下,大腦活動能夠以20倍的速度“回放”剛剛學過的動作序列,這個過程可能對記憶鞏固非常重要。
“我們的研究首次證明,人類清醒時會對剛學過的技能進行神經回放。這也是第一次證明,清醒時的神經重放活動能夠預測記憶的快速鞏固,這對早期學習至關重要。”研究資深作者李奧納多·G·科恩說。
當學習一項新技能時,如果在練習時間內頻繁插入休息時間,記憶鞏固和表現就會得到改善。這種現象稱為間隔效應,已在多種任務中得到證明。清醒時的記憶鞏固發生在幾秒鐘到幾分鐘內,其鞏固幅度大約是經典研究所關注的睡眠后記憶鞏固的4倍。
但直到目前,科學界尚不清楚大腦如何在靜息態(即清醒的放松狀態)將離散的動作表征結合成統一的、具有明確時間順序動作的技能。一種可能的機制是神經重放,即在休息的時候,代表行為序列的神經活動模式重新活躍,并且時間上發生了壓縮,仿佛神經活動被添加了“快進”的能力。
為了驗證這一想法,研究人員使用了一種稱為腦磁圖的大腦成像技術。30名受試者在鍵盤上盡可能快速、準確地反復輸入“41324”,每次實驗時長10秒,重復36次,兩次實驗之間休息10秒。MEG數據顯示,他們的大腦在靜息態時發生了按鍵序列的神經重放。
神經重放僅持續50毫秒,速度達到了實際動作的20倍。與訓練前或訓練后的休息時間相比,在兩次練習之間的休息時間,神經重放的頻率大約要高出三倍。此外,與前11次實驗相比,在最后11次實驗之間的休息時間,神經重放的頻率更高,此時受試者學習速度更快。此外,在練習期間的休息中重播事件更頻繁,與更大幅度的技能鞏固相關。
神經重放涉及的大腦網絡包括海馬區、感覺運動區和內嗅區。海馬和顳葉在程序性運動記憶中的深度參與令人驚訝,因為這種類型的記憶活動通常被認為不需要海馬的參與。總的來說,靜息態頻繁、快速的神經重放會強化在先前練習中激活的海馬體和新皮層的關聯,這個過程與提高后續表現、在清醒時鞏固技能相關。
展望未來,研究人員計劃使用非侵入性腦刺激,測試清醒的重放是否在早期技能學習中起因果作用,并確定快速鞏固是否也能強化其他類型的記憶。了解對技能學習很重要的清醒重放特征,有助于優化治療方案或確定更好的腦刺激策略,改善中風等腦損傷后的康復治療效果。