西北大学的一项新研究报告称，学习新身体动作的能力——类似于中风患者的康复训练——可以通过在睡眠中重新激活新任务的特定记忆来提高。
这是第一个研究表明，在睡眠中学习一种新的身体动作可以增强。该研究发表在10月18日的《神经科学杂志》上。
“研究结果表明，这种基于睡眠的刺激可能会加速中风幸存者的身体康复，以及任何需要运动康复的神经障碍患者的康复。”西北大学范伯格医学院神经学教授、西北医学神经学家、雪莉·瑞安能力实验室的研究科学家马克·斯卢茨基博士说。
睡眠在学习中的作用:更即时比你想象的重要
这项研究也加深了对睡眠在学习中的作用的理解。
西北大学温伯格艺术与科学学院(Weinberg College of Arts and Sciences at Northwestern)的心理学教授、认知神经科学项目(Cognitive Neuroscience Program)主任肯·帕勒(Ken Paller)说:“我们的研究结果表明，睡眠对学习做出新动作很重要。”“我们研究的结论可以更广泛地应用于人们努力学习的技能，比如学习一种新的舞蹈动作、一种新的运动动作或一项像操作手术刀这样的精细运动技能。”
“大多数人都明白，有意识的练习有助于学习，”帕勒说。“我们建议，除了这种做法外，我们还可以在睡眠期间进行大脑处理，这对学习技能和获取新知识很重要。”
孤立肌肉是很棘手的
西北大学的科学家们对健康个体进行了研究，他们在学习用特定的手臂肌肉执行新动作时，必须学会收缩单个肌肉和成对肌肉。研究参与者通过一种名为肌电计算机接口(肌电计算机接口)的视频游戏引导的训练设备来学习这种新的肌肉运动。Slutzky和他的团队发明了一种用于治疗中风后手臂运动受损的心肌细胞。在这种情况下，中风患者必须学会分离手臂肌肉，以恢复完成任务的能力，比如用直肘向前伸展手臂。
许多中风幸存者不能做这个看似简单的动作，因为他们的肌肉以一种被称为异常共激活或异常耦合的异常方式相互对抗。因此，学习孤立肌肉收缩来执行任务可以帮助他们的康复。尽管研究参与者没有运动障碍，但即使对健康的人来说，孤立的手臂肌肉收缩也是一个挑战。
在睡眠中温柔地影响大脑
在这项研究中，学生参与者在单一的会话中学会了使用心肌肌力，每一个新动作都与不同的声音相结合，总共有16个声音和动作。
然后，研究人员通过呈现与这些新动作子集相关的声音来影响睡眠中的大脑，以隔离肌肉。当他们进入慢波睡眠时，即非快速眼动睡眠(与快速眼动睡眠相反)的最深阶段，该研究的第一作者、心理学博士生拉里·郑(Larry Cheng)展示了16种声音中的8种，每5秒一种。他们的假设是，这8个声音(线索)会重新激活参与者学习过的8个动作的记忆，从而提高对这些特定动作的学习。他们在睡觉时听到的声音播放得很轻柔，这样他们的睡眠就不会受到干扰。
它工作!
当人们醒来后，他们再次执行这些动作，在8个暗示的动作上的表现比在睡眠中未被暗示的动作更快、更有效。
科学家们所采用的“定向记忆再激活”方法以前曾被用于许多类型的学习，但之前的研究都没有将重点放在学习新动作的任务上。新的研究结果拓展了人们对在练习后睡一段时间(大多数人每晚都会睡一段时间)可以改善学习类型的理解。
“我们的研究并不是简单地观察睡眠后的表现是否会改善，”Cheng说。“相反，我们使用微妙的声音表现，系统地改变了在睡眠中被重新激活的记忆。”这是理解睡眠的一个强有力的方法，因为我们系统地改变了睡眠中发生的事情。”
从那以后，Paller和Slutzky实验室合作，对慢性中风幸存者开展了一项临床试验。这项研究的目的是观察作为白天心肌肌力疗法的辅助，夜间学习新动作的记忆重新激活是否能提高他们使用手臂的能力。
“通过这个nih资助的项目，我们希望确定是否可以通过利用夜间睡眠的特殊时间来改善康复效果，”Paller说。
