文|洞察新科技
许多人往往都有这样的经历,睡觉前随意翻看了几页书或者背了几个单词,第二天起床却发现印象十分深刻。或者白天苦苦思索的难题,一觉睡醒忽然豁然开朗。近日,研究发现,人在睡着时大脑会进行“离线回放”,简单来讲就是记忆巩固处理的一种机制,并且这种机制是平常学习速度的1-4倍。
睡眠从来就是人们感兴趣的研究课题,人的生命约有1/3在睡眠中度过。由于技术的限制,难以在夜间采集人类脑内较弱的神经活动信号。得益于脑机接口无线传输技术的发展,该现象终于被揭开谜底。
研究招募了一个因脊髓损伤而四肢瘫痪的志愿者,代号t11。研究人员为他植入了braingate项目组的侵入式脑机接口电极。t11要做的是白天玩一个简单的电子游戏:先观察彩色区域亮起的顺序,稍后根据回忆控制光标按顺序移动。
这是脑机接口研究中的一个经典任务,其中的神经活动模式比较容易捕捉和识别。连续十天,脑机接口实时解码并记录他大脑运动皮层的神经活动。之后,研究人员把他睡觉时脑机接口记录的数据与白天的数据做比对,发现夜间神经元会以1-4倍的频率间隔重放白天的训练内容。
这种现象就叫做离线重放(offline replay),重放学习可能是跨越大脑多个区域的保留机制,包括语义、导航以及运动控制系统。此前,在其他动物身上也发现了相关大脑回放的记忆巩固机制,但这是首个人类实验证据。
其实早在在二十世纪五十年代末期,为了让监狱里的囚犯得到正确的改变,会在每一个囚犯的枕头底下放了一个小喇叭。每当这些囚犯睡觉的时候,小喇叭就会播放类似于“你要做出改变”“你要当一个正直的人”的话语。在坚持了几年之后,研究人员发现这种特殊方式帮助了监狱里50%的人做出了向善的选择。只是当时的技术无法揭示这一现象背后的原因。
总的来说,该研究揭示了人在睡眠时,大脑会主动并加速学习,未来,或在治疗退行性疾病方面具有一定作用。目前,相关论文已发表在神经科学领域知名期刊the journal of neuroscience上。