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我们能在梦里背单词吗?

2018-09-08冯译

创新作文·初中版 2018年3期
关键词:树突眼动迷宫

冯译

你是不是也有过这样的经历:白天学习的数学公式和推导过程,晚上会出现在梦中,让你和数学题大战300回合;白天练习过英语对话,梦中你就可以非常流利地和外国人交谈,仿佛学习到“走火入魔”的地步。通常我们会称这种现象为“日有所思,夜有所梦”。最近,有科学家对这种现象做了进一步研究,结果发现,做梦真的可以帮助我们学习和记忆新学的知识,梦中的你的确是在学习的。

学习和记忆的过程

学习是建立新知识的过程,记忆是巩固、提取知识的过程,两者相辅相成。

从认知神经科学的角度来看,学习是一个建立大脑神经元细胞之间联结的过程。一般认为,联结建立得越多,学习和记忆的内容也越多。联结的建立和一个大脑的结构——海马体密切相关。海马体负责将两个知识点(比如“我”字的书写和“我”的概念)建立联结并形成记忆存储起来,在你需要的时候提取出来。

当然,学习和记忆的知识点之间也并非是独立存在的,比如,人们在记忆“agree(同意)”这个单词时,也会联想到并提取了“disagree(不同意)”这个单词的记忆,这一过程被称为“记忆的再激活”。神经生物学家达芙娜·肖哈米曾利用功能性磁共振成像(fMRI)大脑扫描技术对记忆的再激活进行研究。她发现,如果两项相关事件的其中一项得到了獎励反馈,另外一项事件也会伴随积极记忆出现。举一个生活中的例子,你买了某个品牌的衣服,有人称赞了你的衣服,即便他仅仅是在表达这件衣服好看,和这个品牌没有任何关系,那么你也会倾向于再买这个品牌的衣服。肖哈米的研究组发现,由称赞产生的大脑激活程度与你再次购买这个品牌的衣服的可能性呈正相关。也就是说,海马体不仅将衣服的品牌和衣服本身联系了起来,同时还将与二者相关的信息即他人的称赞联系了起来。记忆再激活的过程在学习中非常重要,可以把相关的知识组合成一个系统去记忆,那么只要巩固记忆其中的一环,系统中的其他环节也会得到巩固记忆,这大大提高了学习和记忆的效率。

总的来说,学习、记忆的过程与联结的建立以及再激活是密切相关的。

睡眠对学习和记忆的促进

生活经验告诉我们,缺少睡眠,我们的头脑会不清晰,工作和学习就会受到严重的影响,不过睡眠究竟怎么影响我们的学习和记忆?2014年《科学》杂志上的一篇研究对此进行了阐述。这项研究使用了在显微镜下可以观察到的荧光蛋白,还有可以表达荧光蛋白的一种小鼠,通过对小鼠荧光蛋白的观察,可监测到神经元上树突棘的生长情况。树突棘是神经元树突上伸出的棘状突起,是神经元之间形成联结的主要部位。树突棘的生长和变化与学习记忆的过程密切相关。

研究者让小鼠学习如何在一根旋转的木杆上保持平衡,并记录它们大脑中树突棘的变化。结果发现,在接受训练之后,小鼠的大脑中特定的位置形成了新的树突棘(即形成联结)。接着,研究者考虑到睡眠对这一过程的影响,他们用两组小鼠进行了实验:一组小鼠在旋转的木杆上训练1小时,之后睡眠7小时;另一组小鼠则训练1小时,之后7小时内保持清醒。通过对这两组小鼠脑神经元的观察,结果发现,被剥夺睡眠的小鼠神经元中新树突棘的成长明显较少。由此得到结论:在学习过后,睡眠可以促进神经元树突棘的生长,促进学习过程中联结的形成,并可能通过这种方式促进学习和记忆的效果。

这篇研究并没有将睡眠的不同过程分开,也只提到了睡眠对于联结建立的促进,那么做梦对于学习和记忆以及记忆再激活的过程又有什么影响呢?

梦对学习和记忆的促进

睡眠的过程分成不同的脑电波阶段:非快速眼动睡眠——此时脑电波为慢波;快速眼动睡眠——此时脑电波频率较快。其中做梦处于快速眼动睡眠状态,也就是深度睡眠时期。正常人入睡时先进入浅睡即非快速眼动睡眠阶段,然后再进入做梦阶段。从入睡到做梦阶段为一个睡眠周期,一般一夜睡眠经历4~5个睡眠周期的交替。

最近,神经科学家埃林和罗伯特找一些哈佛大学的本科生进行了如下实验:他们让这些学生先在电脑前坐45分钟,然后再玩一个迷宫游戏。在迷宫中,研究者将一个特定的对象设为终点,让学生们记住,然后让他们从迷宫里一个随意的点出发,然后找到到达终点的途径。做完游戏之后,学生们被分为两组,一组人去睡觉,另一组人则留下来看录像。研究者利用脑电技术探测了睡觉组的大脑活动,之后在一个做梦周期结束时叫醒他们一次,问他们梦到了什么,或者在他们午睡醒来之后问他们做梦的情况。接着对两组人再进行一次迷宫游戏的测试,结果表明,在测试中,睡觉组相对于不睡觉组更快地找到了特定的目标。其中还有4位同学做梦梦到了迷宫,他们找到特定目标的速度是其他睡觉组成员的10倍!做梦促进了他们的学习和记忆。

对于研究中做梦促进人对迷宫游戏的学习和记忆,研究者有进一步的解释。研究发现,做梦能够导致记忆的再激活。因为梦的周期正好对应着神经同步的增强期,此时大量的神经元能够被同时激活,从而提高对特定事物的记忆。在上述研究中,罗伯特等人就注意到,被试者的梦并不仅是对刚学习过的迷宫经验的精确重现,此外,还激活了相似的经验。比如,其中的一个学生不仅梦到了迷宫的影像,而且梦到了自己几年前在一个蝙蝠洞探险的经历。这表明大脑在做梦的时候不仅能激活某个学习经验,还能激活相关的学习经验。美国西北大学肯·帕勒的研究团队也有相似的发现,如果先给被试者建立一种声音和一幅图的联结,并在其做梦的时候(快波睡眠时期)播放这种声音,之后被试者对那幅画的记忆也会增强。

这些研究成果得到的结论让人惊喜,尤其是对于学习第二语言的人来说,做梦的促进效应将非常有用。我们都知道,学习外语是通过建立外语词汇和母语词汇的联结来完成的,那么我们试想一下,在白天背了一些单词和单词的中文释义之后,做梦时在你耳边重复中文释义是不是会有效提高单词的记忆效果呢?“懒人们”仿佛听到了福音——把闹钟关掉!让我把梦做完,我要多背一些单词哦!

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