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圖片來源：Pixabay

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來源 Cell Press

編譯 戚譯引

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生活經(jīng)驗告訴我們，勞逸結合很重要，適當放松能讓人以更好的狀態(tài)投入學習、工作。近日發(fā)表的一項新研究還發(fā)現(xiàn)，在清醒的休息狀態(tài)，大腦活動能夠以 20 倍的速度“回放”剛剛學過的動作序列，這個過程可能對記憶鞏固非常重要。該研究 6 月 8 日在《細胞報告》（Cell Reports）發(fā)表。

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“我們的研究首次證明，人類清醒時會對剛學過的技能進行神經(jīng)回放。這也是第一次證明，清醒時的神經(jīng)重放活動能夠預測記憶的快速鞏固，這對早期學習至關重要?！毖芯抠Y深作者 Leonardo G. Cohen 說。Cohen 就職于美國國立神經(jīng)疾病和中風研究所（NINDS），這是美國國立衛(wèi)生研究院的一個下屬機構。

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休息時大腦在做什么？

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當學習一項新技能時，如果在練習時間內頻繁插入休息時間，記憶鞏固和表現(xiàn)就會得到改善。這種現(xiàn)象稱為間隔效應（spacing effect），已在多種任務中得到證明。清醒時的記憶鞏固發(fā)生在幾秒鐘到幾分鐘內，其鞏固幅度大約是經(jīng)典研究所關注的睡眠后記憶鞏固的 4 倍。

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但直到目前，科學界尚不清楚大腦如何在靜息態(tài)（即清醒的放松狀態(tài)）將離散的動作表征結合成統(tǒng)一的、具有明確時間順序動作的技能。一種可能的機制是神經(jīng)重放（neural replay），即在休息的時候，代表行為序列的神經(jīng)活動模式重新活躍，并且時間上發(fā)生了壓縮，仿佛神經(jīng)活動被添加了“快進”。研究第一作者、NINDS 的 Ethan R. Buch 說：“靜息態(tài)的神經(jīng)重放可能通過離線重演先前的練習，在清醒狀態(tài)下促進技能的鞏固，此前這個問題尚未在人類或動物模型中進行過研究?！?/p>

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勞逸結合的真相

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為了驗證這一想法，研究人員使用了一種稱為腦磁圖 （magnetoencephalography，MEG）的大腦成像技術。30 名受試者在鍵盤上盡可能快速、準確地反復輸入“41324”，每次實驗時長 10 秒，重復 36 次，兩次實驗之間休息 10 秒。MEG 數(shù)據(jù)顯示，他們的大腦在靜息態(tài)發(fā)生了按鍵序列的神經(jīng)重放。

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神經(jīng)重放僅持續(xù) 50 毫秒，速度達到了實際動作的 20 倍。與訓練前或訓練后的休息時間相比，在兩次練習之間的休息時間，神經(jīng)重放的頻率大約要高出三倍。此外，與前 11 次實驗相比，在最后 11 次實驗之間的休息時間，神經(jīng)重放的頻率更高，此時受試者學習速度更快。此外，在練習期間的休息中重播事件更頻繁，與更大幅度的技能鞏固相關。

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神經(jīng)重放涉及的大腦網(wǎng)絡包括海馬區(qū)、感覺運動區(qū)和內嗅區(qū)?！昂ｑR和顳葉在程序性運動記憶中的深度參與令人驚訝，因為這種類型的記憶活動通常被認為不需要海馬的參與，”Buch 說，“總的來說，我們的數(shù)據(jù)表明，靜息態(tài)頻繁、快速的神經(jīng)重放會強化在先前練習中激活的的海馬體和新皮層的關聯(lián)，這個過程與提高后續(xù)表現(xiàn)、在清醒時鞏固技能相關?！?/p>

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展望未來，研究人員計劃使用非侵入性腦刺激，測試清醒的重放是否在早期技能學習中起因果作用，并確定快速鞏固是否也能強化其他類型的記憶?！白詈螅私鈱寄軐W習很重要的清醒重放特征，有助于優(yōu)化治療方案或確定更好的腦刺激策略，改善中風等腦損傷后的康復治療效果，”Cohen 說。

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參考來源：

https://eurekalert.org/pub_releases/2021-06/cp-hbr060321.php?


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