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梦中刺激脑细胞 可以提高学习能力

时间:2004-09-11 17:16来源:生物导航网 作者:admin 阅读:
梦中刺激脑细胞 可以提高学习能力   曾几何时,无数奢望不劳而获的懒人,幻想梦中也能学习。而在倡导终身学习的现代社会,能将更多的时间用于获取知识信息,又不影响休息,却成为每一个现代人的急迫需求。   目前,科学家们正在努力研究一种方法,使人能在睡眠中掌握信息。   美国一项最新研究表明,在睡眠中出现缓慢脑电波多的人其记忆成绩较好,提示缓慢脑电波能加强新信息的记忆。   从事睡眠特性研究的有些专家曾认为,夜间睡眠中的大脑活动能聚合和处理白天获得的信息。例如,一些很需要或很重要的知识将得到保留和加强,而一些被认为是多余的知识将被“擦掉”。尽管睡眠中也能学习的假设被一些专家认为是可能的,但是科学家们一直没能找到在睡眠过程中加强新知识以及巩固已有知识的方法。   最近,美国威斯康星大学研究者雷托·哈伯博士发现,在电脉冲基础上的缓慢脑电波能加强新信息的记忆。他借助于功能磁共振成像技术测量了实验参试者大脑的活动,测试结果表明,大脑中负责解决问题部位的脑电波活动性强。不仅如此,谁在夜间睡眠中出现慢波活动越多,谁的记忆成绩就越好。   科学家发现,为了能在睡眠中巩固学习,人的大脑要利用数百万神经细胞的积极活动,神经细胞能发送强有力的电子脉冲,电子脉冲将一些单独的细胞连成一个整体。这样的脑电波是深度睡眠中的典型现象。平日浑然不觉的睡眠活动为何暗藏如此神奇的功能,脑细胞又是如何实现对信息的记忆?带着这些有趣的问题,记者专程采访了中国科学院心理研究所,脑高级功能研究实验室研究员翁旭初博士。   加拿大科学家提出:记忆就是细胞之间的联系增强。弄清记忆的生理意义之一是探讨睡眠与记忆关系的基础。   “睡眠是神经科学中一个比较神秘的现象,人为什么要睡眠一直是个谜。生理心理学家曾经持续剥夺动物的睡眠,结果三周后动物就死亡了,在对死亡动物大脑解剖中也没有看到明显的损伤。人类睡眠是一个主动的过程,研究发现睡眠和大脑的信息整理有关系。如果普通人连续几天不睡,记忆损伤确实会比较严重。”提起睡眠和记忆的关系,翁博士饶有兴味地概括说。   翁研究员告诉记者,加拿大心理学家Hebb曾在1949年提出一个假设,认为大脑神经细胞之间的联系增强,记忆信息就会得到保留和巩固,但一直到上个世纪70年代才有两名英国科学家找到这种过程的生理基础。   关于大脑神经细胞的联系,他还介绍了德国科学家的一项重要发现。当两个不同的神经细胞发生联系时,两者的活动就会同步化。具体的情况是,在没有形成联系前,两个不同的大脑神经细胞对不同的刺激会形成两个毫不相干,并且快慢不同的放电过程。当使这两个或多个不同的神经细胞产生放电的刺激体存在相关性时,这两个神经细胞的放电过程就会实现同步,并产生约每秒40次的振荡。   他举了一个例子来说明这种略显深奥的反应过程。当一支蓝色笔管、黑色笔帽的水彩笔放在写字板上,人会很清楚蓝黑两部分的水彩笔和写字板是相互独立两个个体。这可能是因为大脑两群神经细胞对蓝黑两种颜色的刺激同步振荡,而看到写字板和水彩笔不能让头脑中的神经细胞同步振荡,所以不能将它们视作一个整体。   深度睡眠期间,大脑中会产生一种速度较慢的生物电波,其生成机制和记忆的产生机制相似,所以能起到整理信息的作用。   在记忆过程中,由于神经细胞能够发出强有力的电子脉冲,不同细胞这种电波动同步化,从而使这些细胞联系在一起,实现记忆。而在深度睡眠时期大脑中有一种速度较慢的生物电波,实际上也是一个神经细胞活动同步化的过程,所以在梦中实现记忆强化有可能就是不同细胞同步化增强的结果。   “在这个试验中,睡眠中慢波出现次数多的人,成绩就高,验证了深度睡眠期的脑电波确实和强化记忆有关系,这个试验设计得非常巧妙,结果也是合理的。”翁研究员肯定说。   翁研究员告诉记者,睡眠过程中缓慢脑电波就是神经细胞同步活动的表现,这种同步相当于强化细胞之间形成的联系。与之相对,缺乏睡眠则很难出现缓慢波时间增加的情况,由此弱化了细胞之间的联系,记忆效果自然要下降。正如加拿大心理学家Hebb所说,两个细胞只有反复同时活动,多次重复以后才会形成记忆。   在此项试验中,有些人的睡眠中出现较多的慢电波,是否说明了每个人的脑电波发生机制都不相同呢?“每个人的脑电波可能都是一样的。”翁研究员说。“脑电波可以通过快慢和同步程度分成有限的几种,比如脑电波在清醒时睁着眼、清醒时闭着眼、浅层睡眠、深层睡眠等情况出现时有所差别。但具体到每个人各项指标都是一样的,区别仅在于比例不同,有的人深层睡眠多一些。比如这项研究中成绩高的人,脑电波呈慢波的时间可能会多一点,但这种慢波并不是某个人所特有。” 确定特定的睡眠阶段和记忆关系密切,就为采取外部刺激,主动提高记忆效果提供了机会。   翁研究员指出:如果能确定哪一个睡眠阶段和记忆关系密切,就能提供主动干预的机会。曾有人做过这样的试验,先给大脑海马区高频电刺激让其细胞同步活动能力增强,然后再学习就会提高记忆成绩。所以将来有可能通过主动的外部刺激,使细胞同步活动增强,从而提高记忆能力。而且外部刺激的方法也很多,其中不仅包括电刺激,药物刺激也可以,这样因失眠而记忆下降的人就可以使产生脑电慢波的睡眠阶段增加,从而提高记忆力。   目前神经科学研究已经可以确定一些睡眠中大脑慢波发起的位置,位于大脑深部的下丘脑,这也为这些将来主动干预提供了知识基础。   “采取外部刺激,提高记忆是有可能的,但外部插入记忆信息在目前的情况下还不大可能,因为记忆并不出现在某一个细胞本身,或者某一个DNA序列里面,它应该是一种联系。如果记忆仅仅是DNA的片断,那么记忆就是可以移植的,但每个人的记忆都是网路,其联系是非常独特的。”翁研究员强调说。(董毅然)   来源;北京科技报 (责任编辑:泉水)
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