奖励可以改善视觉感知学习——但只有在人们睡觉之后

过去的研究发现，在视觉感知任务中奖励参与者可以提高他们的表现。然而，新的研究表明，只有参与者在完成任务后睡觉，他们的表现才会有所提高。

这项新发现可能对那些想要做出牺牲的学生有特别的意义睡眠该研究的通讯作者、布朗大学认知、语言和心理科学教授佐佐木由香说，人们更喜欢在深夜学习。

佐佐木说:“大学生工作非常努力，他们有时会缩短睡眠时间。”“但他们需要睡眠来保持所学知识。”

这项研究发表在本月的《科学》杂志上美国国家科学院院刊在美国，年轻人被要求在一个繁忙的背景上识别一个字母和一组线条的方向。一些参与者被告知在测试前几个小时不要吃东西或喝水任务然后给他们几滴水作为正确回答的奖励。与那些在训练中没有得到奖励的小组相比，得到奖励的参与者表现出了显著的成绩提高——但只有在训练结束后他们睡觉的情况下。这一发现表明，在人们睡觉之前，奖励不会改善视觉感知学习。

研究人员认为，奖励(或对奖励的预期)会强化神经回路在大脑的奖赏区和视觉区之间，这些回路更有可能在睡眠时重新激活，以促进任务学习。事实上，在训练后的睡眠中，得到奖励的参与者的脑电图(EEG)记录发现，前额叶和大脑的奖励处理区域的活动增加，而未经训练的大脑视觉区域的活动减少。

这种激活模式可能可以用过去的研究来解释，这些研究表明，大脑的前额叶奖励处理区域发送信号来抑制视觉处理区域的一些神经元。结果，不相关的连接被删除，最有效的连接被保留，任务性能得到提高。

该研究还检查了激活模式发生的时间。未经训练的大脑视觉区域在快速眼动和非快速眼动睡眠中都表现出活性降低，但前额叶奖励处理区域只有在快速眼动睡眠时才变得活跃。快速眼动睡眠似乎对任务学习特别重要——可能是因为在这个睡眠阶段，连接被重组和优化了——它可能与大脑奖励处理区域的激活有关。与这一理论相一致的是，与那些在训练中没有得到奖励的人相比，得到奖励的研究参与者表现出更长的快速眼动睡眠时间。

佐佐木补充说，与金钱等奖励相比，以物质为基础的奖励，如食物和水，可能对神经回路的影响更大。

“缺水可能是根本原因，”她说。“当你真的很渴的时候，你会得到水作为奖励，这种奖励的影响可能会更普遍大脑．"

未来的研究可能会检查其他类型的学习，如运动和联想学习，是否也受益于奖励和睡眠之间的相互作用。

展望未来，佐佐木希望这项研究能鼓励睡眠研究人员和科学家之间的合作强化学习．

“强化学习是神经科学领域的热门话题，但它与睡眠研究的互动并不多，”她说。“因此，这可能会导致更多的跨学科研究。”

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