研究有助于解决视觉学习中的REM和非REM睡眠作用的辩论

哪个睡眠阶段对学习最重要:快速眼动还是非快速眼动?睡眠是通过在人们打盹时提高技能，还是通过将这些技能巩固在大脑中从而使他们不太容易忘记来提高学习效果呢?这些过程是在人每次睡觉时都发生，还是只在他们学习新东西之后才发生?

根据视觉学习的新研究，这些问题的答案是“以上所有问题。”

布朗大学认知、语言和心理科学(研究)教授、通讯作者佐佐木优香(Yuka Sasaki)说:“睡眠对身体和大脑的许多过程都有好处，但争论的焦点是睡眠如何才能好。”“非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的作用不同吗?还是睡眠阶段无关紧要?”我们认为我们有了一个答案，因为我们清楚地显示了非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠在视觉感知学习中的作用不同。”

该研究发表于自然神经科学7月20日星期一，年轻人被训练，以识别两种不同的任务中纹理背景上一系列线的字母和方向：在睡觉前和睡眠后一个。在两项任务之间，研究人员分析了参与者脑同时测量了他们大脑中两种不同化学物质的浓度:一种叫做谷氨酸的兴奋性神经递质和一种叫做-氨基丁酸的抑制性神经递质。另外，研究人员对没有参与视觉学习任务的人进行了同样的分析。

通过测量这两种化学品的脑部中的脑电/抑制（E / i）平衡 - 科学家可以收集关于特定脑区域状态的线索。有时，例如当大脑区域具有高E / i平衡时，神经元正在主动形成新的连接，这意味着大脑面积具有高度的可塑性。

相反，当大脑区域的E / I平衡低时，据说既稳定状态。在稳定期间，缩短了不太重要的神经连接，从而提高了保持的连接的效率和弹性。可塑性和稳定化都是对学习过程的一体化：可塑性通常转化为性能增益，稳定化防止未来学习被覆盖或干扰的新学习。

这项新的研究发现，在睡眠的不同阶段发生可塑性和稳定性。

在非REM（NREM）睡眠期间，参与者大脑的视觉区域表现出E / I平衡的暗示增强的可塑性。即使在没有参与视觉学习任务的参与者中，也发现了这种模式，这意味着它即使在没有学习的情况下也会发生。

然而，REM阶段似乎是人们在NREM睡眠期间展现的增加的可塑性的益处所必需的。在REM睡眠期间，参与者大脑中的化学浓度表明，它们的视觉区域接受了稳定性。（此过程仅发生在视觉学习任务中的参与者中，这表明与可塑性相比，睡眠期间的稳定只发生在学习的情况下。）

只经历过非快速眼动睡眠的参与者没有表现出任何表现提高，可能是因为新的睡眠后任务干扰了他们对睡眠前任务的学习。相反，那些同时经历非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的人，在睡眠前和睡眠后的任务中表现出显著的提高。

“我希望这有助于人们意识到非REM睡眠和REM睡眠都很重要，因为Sasaki说。“当人们晚上睡觉时，有许多睡眠周期。Rem睡眠至少出现三个，四个，五次，特别是在夜晚的后部。我们希望有很多Rem睡眠以帮助我们更加强大地记住，所以我们不应该缩短我们的睡眠。“

接下来，佐佐木和她的同事们想看看他们的发现是否可以推广到其他类型的学习。他们也想把这项研究与他们过去在视觉知觉学习和奖励方面的研究结合起来。

“之前，我们证明了奖励能够通过增强视觉学习睡眠，所以我们想了解它是如何工作的，”她说。“这是雄心勃勃，但也许我们可以把这项研究扩展到其他学习类型，这样我们就能更好地记忆，发展更好的运动学习、视觉技能和创造力。”

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