边睡边学,还遥远吗?
2019-07-16肯·帕勒戴芬妮·奥蒂特
肯·帕勒 戴芬妮·奥蒂特
英国作家阿道司·赫胥黎的长篇小说《美丽新世界》中,当一个不会讲英语的小男孩睡觉时,在他耳边持续播放英语课程,第二天醒来他就可以复述出课程的所有内容。小说中反乌托邦世界里的极权当局也通过这一方法来影响国民的潜意识。
睡眠学习法已不止一次地在古代历史、文学作品和大众文化中出现。例如美国动画片《德克斯特的实验室》中的一个片段:主角德克斯特为了完成家庭作业,发明了一台可以使自己睡着觉就能学会说法语的神器。然而隔日睡醒后,他除了会说法语,别的语言都不会了。
大部分人都质疑睡觉时学习的可能性。但是,一些新的神经生物学研究成果表明,白天的记忆会在夜间重新浮现,这一重现的过程会加强对它们的记忆。
目前,科學家已经通过实验证实,通过声音和气味可以加强大脑对日间信息的记忆。另外,科学家们在啮齿动物身上发现了一种简单的记忆植入法:在动物睡觉时,通过电击训练它们睡醒后应该去笼子的哪个部分。赫胥黎小说中的记忆法虽尚未实现,但已有研究证明,人们睡眠中的记忆可以被影响。这些科研成果为进一步研究如何进行睡眠学习奠定了基础。
|“精神电话”睡眠学习法 |
大约在赫胥黎创作《美丽新世界》的时候,干预睡眠以增强记忆的研究也刚启动。1927年,来自纽约的阿洛伊斯·本杰明·萨里格发明了一台自动定时提示机,用户可以在这台机器里录入信息,晚上睡觉时重复播放来加强对信息的记忆或增强潜意识。他在销售这台机器时为其取名为“精神电话”。这一发明很像赫胥黎小说中的睡眠教学法。
20世纪30—40年代,睡眠学习法的研究正在如火如荼地进行着,因此“精神电话”睡眠学习法也得以延续。1942年,在威廉与玛丽学院工作的劳伦斯·洛杉在她的文章中详细记录了在夏令营做的一个实验:当时,夏令营里很多孩子都有啃指甲的习惯,洛杉通过录音机为房间里的20个孩子循环播放一句话:“我的指甲很苦”。这句话每天晚上从孩子入睡150分钟后开始循环播放300次。该实验持续进行了54天。实验结果表明,20个孩子中有8人停止了啃指甲,与此同时,对照组的20个没有听录音的孩子里无一人停止这一行为。但实验过程中未监控睡眠时的脑电波,以至于无法确认孩子们是否真的睡着了,因此这项实验结果令人存疑。
1956年,睡眠学习的研究遭遇滑铁卢,来自美国兰德公司的两位科学家对睡眠中的参与者们读96个问题和答案时(比如:南北战争前尤利西斯·辛普森·格兰特在什么商店工作?答案是:在五金商店),记录了他们的脑电图。第二天,只有在听问题和答案时表现出清醒特征的人能将其复述出来。这样的结果使科学家们对睡眠学习失去了信心,致使这一研究搁置了50年。
这期间,大多数科学家都放弃了关于“睡眠学习”的研究,但仍有一些人在从事类似问题的研究,希望搞清楚睡眠对记忆新信息是否有帮助。其中,代表性的研究有:熬夜后是否可以复述出前一天晚上的学习内容;什么情况下记忆力会更好:短睡之后还是通宵熬夜之后。
科学家们通过不懈努力,收集了很多有力数据证明了:在夜间睡觉时,白天的记忆会被重新激活。因此睡眠和记忆间的联系又成为了颇有价值的科学研究课题。
很多该领域的科学家都在研究睡眠的快速动眼期,这期间做梦最频繁且清晰。其中,有科学家认为,夜间的记忆整理工作同睡眠有关,但这一观点还未得到证实。1983年,弗朗西斯·克里克和格雷米·米奇森两位著名科学家(均不是心理学家)猜测,睡眠的快速动眼期和遗忘有关系。
还有一些学者重点研究慢波睡眠和没有快速眼动的深度睡眠期。2007年,德国吕贝克大学的比约恩·拉什博士与他的同事进行了一次实验:他们邀请参与者们记忆一些物品的位置,记忆的过程中给参与者们闻物品相关的味道。等人们入睡后,根据脑电波,实验人员又在不同睡眠阶段给参与者们闻这些味道。结果发现,慢波睡眠期间闻到气味的参与者们,睡醒后能准确回忆出物品的位置,而在快速动眼期闻到气味的参与者则不会记得物品位置。
|“定向记忆再激活”技术 |
2009年,我们实验室对“定向记忆再激活”技术做了延伸,用声音代替了气味。我们发现,在慢波睡眠中使用声音可以更好地促进对定向物的记忆(所谓定向物是指实验时选好的物品,与气味实验的原理一致)。通过我们的方法,人们可以一次性记住50个物品的位置。比如,他们在记忆猫的图片在电脑屏幕的哪个位置,茶壶被放到了哪个地方的过程中,会听到相应的猫叫声和茶壶的吱吱声。对所有物品进行记忆后,参与者们会在舒适的环境中入睡,研究者通过脑电图确认他们是否真的睡着并在慢波睡眠期间再次为参与者们播放此前学习阶段出现过的喵喵声、吱吱声以及其他物品的声音。这些声音很小,比背景嘈杂音稍微大一点,因此睡着的参与者不会醒来。这一实验结果表明,声音提醒同气味一样会使空间记忆再激活。
最开始我们使用声音提醒的方式引起了巨大争议。一些睡眠研究者认为,人在睡觉时除了嗅觉,大脑皮质的其他感觉功能几乎都处于关闭状态。但最终我们的实验证实了小声重复播放声音可以影响睡眠中的大脑并且会加强最新的记忆。另外,类似的记忆增强法在最近很多研究中都得到了证实。除了加强空间记忆之外,这种方法对学习弹奏乐曲、掌握新词汇或新语法都有帮助。随着科技的发展,科学家们将会进一步验证,“定向记忆再激活”技术能否帮助人们治疗疾病,缓解疾病后遗症以及增强病愈能力。目前,我们实验室正同美国西北大学的神经学家马克·斯卢茨基一起测试一种中风后恢复手部运动功能的新康复方法。在患者睡觉时,科研人员为其播放提醒声音,以辅助他们重新学习丢失的动作。这一方法被认为是具有可行性的。
| 怎样学习?|
上文中的实验结果已经证明了睡眠加强记忆的可能性,那么是否可以在睡觉时向人类的大脑输入新信息呢?这不禁让我们又想起《美丽新世界》中统治者控制国民意识时使用的睡眠教学法。事实上,如果我们着手研究这种方法的可行性,成功或许就在前方。
未来,睡眠学习法将会帮助人们储存记忆,加强新知识的掌握,戒掉抽烟等恶习。
尽管这样的设想一直被认为是不可能实现的,但是,来自剑桥大学的阿娜特·阿尔济与其同事演示了通过气味创造简单记忆的方法:研究者们通过实验成功降低了吸烟者的烟瘾。研究人员在参与者入睡后,给他们闻香烟和臭鱼的味道。之后的一周,抽烟者的数量降低了30%,很明显,人们已经把抽烟和讨厌的臭鱼味联系在了一起。
如果建立更复杂的记忆就没这么简单了,但是没准儿有一天也会实现。
睡眠不仅对于恢复体力来说是必须的,对于增强白天的记忆也十分有益。在了解如何借助睡眠帮助学习的同时,也有必要了解,生活压力、疾病或者上年纪等原因造成的睡眠不足或者低质睡眠的危害性。卡门·维斯特伯格领导的实验小组对有轻微记忆障碍的病人进行了测试,一般这种轻微记忆障碍常是阿尔兹海默病的预兆。结果显示,睡眠不足会造成记忆力减退。
目前所有与睡眠、记忆相关的研究成果对借助睡眠帮助大脑储存记忆、掌握新知识或是戒掉诸如抽烟的坏习惯等研究都有帮助。未来,研究者可以尝试找寻控制梦境的方法使人们避免做噩梦,解决睡梦中出现的复杂问题等。现在已经有了睡眠监测手环,人们还可以通过邮箱发送样本进行基因分析。因此,在此基础上,我们可以考虑开始利用每天的睡眠时间进行高效活动了。这样的发展前景可能会令一些人感到恐慌,但是也未尝不是一个打破现实局限的机会。
[译自俄罗斯《世界科学》]