善用睡眠頻率,邊睡邊記不是夢

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挑燈夜讀的學生時代,總會幻想如果睡覺時都可以學習,就不用徹夜不眠,以致身心疲累。現在,幻想有機會成為現實,有研究顯示要學習的新事物,或可趁睡眠時,悄悄利用頻率,將資訊在無意識之中植入記憶。

最近刊登在期刊「當代生物學(Current Biology)」 的研究中,研究人員在 41 名德語志願參與者小睡時,播放虛構的詞語及相應德語。當受驗者醒來後,被問及虛構單詞的意思時,在不知自己曾在睡眠中學習的情況下,答中的機會率明顯高於偶然性。研究作者伯爾尼大學(University of Bern)的 Marc Züst 博士指出:「我們在研究中發現,在沉睡時,大腦實際上可以編碼新資訊,並作長期存儲,更能夠建立新的聯想。」

團隊嘗試在受驗者睡眠時,灌輸虛構詞語及相關意思,用意是確保沒有參與者接觸過這種新語言。當志願者進入夢鄉,團隊就對準第三、四期深層睡眠階段進行研究,即慢波睡眠(slow-wave)時頻波的高峰(peaks)及低谷期(troughs)。

受驗者睡眠期間都戴著腦電圖儀器以作監測,研究人員以入耳式耳機播放關聯單詞,例如虛構的單詞「topher」與「鑰匙」相關;「guga」則與「象」相關,每個組合播放 4 次,配合睡眠時大腦的節奏,組合中第二個單詞播放時,就是慢波睡眠的高峰期。作者解釋:「一個詞組中第二個單詞的播放時間點至關重要,那是神經可塑性所需的最佳時間,是形成單詞與單詞之間關聯的時刻。」

志願者醒來後,團隊向他們展示這些虛構詞語,同時要求他們描述詞語所代表的物件,較之鞋盒大還是小。這種方式能利用他們的無意識記憶,Züst 解釋:「內隱記憶(Implicit memory)難以明確了解。所以我們要透過這些新造詞的語義,了解無意識中的隱性知識。」

團隊更在其中 15 名參與者嘗試作出決定時,使用功能性磁振造影(fMRI)掃描其大腦。值得注意的是,當單詞組中第二個單詞與深度睡眠中慢波的高峰一致時,參與者更能正確地描述出虛構單詞的特性,比偶然性高出 10%。Züst 說:「如果你向睡著的人表示『biktum』及『鳥』,他們的大腦可以在已知『鳥』的概念,及全新未知單詞『biktum』之間建立新聯繫。這種睡眠時形成的記憶痕跡,會持續到及後的清醒狀態,並且可以影響你對『biktum』的反應。即使你以前從未遇到過這個詞語。這是一種隱含而無意識的記憶形式,就像直覺。」深入研究數據之後,團隊發現,當播放單詞時正逢慢波的高峰,受驗者往往更能記住關聯。

研究小組發現,沉睡時的大腦,海馬體及與語言學習相關的大腦區域,在睡眠學習期間也相當活躍。以往人們認為相關區域在有意識時才會發揮作用,Züst 說:「這些大腦結構似乎獨立於普遍的意識狀態(即在深層睡眠期間無意識,在清醒時有意識)來調節記憶形成。」問題在於睡眠期間的無意識編碼,是否能對醒來後的學習有幫助,這亦是他們將來會研究的內容。