维持专注 学习能力却变差？研究建议做这件事能改善(图)
人脑的学习能力是否随着一天中持续醒着的时间而衰退？如果是的话，睡觉是否能扭转这种记忆体逐渐饱和的效应，修复学习能力？
学习之前先睡饱，把学习能力补充好
在学习前的睡眠，能够让我们从头产生新记忆的能力重新振作，而且这件事每天晚上都在进行。我们醒着的时候，不管有意无意，脑随时在获取并消化新讯息，这些稍纵即逝的记忆，会由脑中一个称为海马回（hippocampus）的区域捕捉下来。记住那些基于事实的讯息，也就是多数人认为的课本式学习，例如记住某人的名字、新的电话号码、自己把车停在哪里，过程中海马回会吸取这些流过的经验，并把细节连结在一起。
海马回是脑中长得像手指的长形构造，你的大脑有两个海马回，两侧各有一个，那里是新记忆的短期储存处，也就是暂时储存讯息的地方。可惜海马回的储存容量是有限的，就像相机的底片胶卷，或者用更与时俱进的比喻来说，就像USB随身碟。一旦超过储存容量，你就可能无法吸收更多讯息，或者新记忆必须覆盖过另一笔记忆，这种情况称为干扰遗忘（interference forgetting），同样糟糕。
那么，脑又如何处理这种记忆容量问题？好些年前，我的研究团队想知道睡眠是否藉由档案转移的机制，来解决储存空间不足的问题。
或许睡眠把脑中新近获得的记忆搬到长期储存地点，藉此释出短期记忆的储存空间，所以我们醒来后学习新事物的能力又恢复了。
白天小睡帮助记忆
我们先用白天的小睡来测试这个理论。我们征召了一群健康的年轻成人，随机分配到午睡组和不睡组。中午时，所有参与者都要经历一段严酷的学习过程（记住一百张人脸与名字的配对），目的在于增加海马回的负担。一如预期，两组参与者的表现相当。
之后，午睡组在睡眠实验室进行九十分钟的午睡，头皮上贴着电极，测量睡眠状态。而不睡组在实验室中保持清醒，从事轻松的活动，例如上网浏览或玩桌游。当天傍晚六点时，所有参与者再次进行密集的学习，尝试把更多新资讯塞入短期储存空间（记住另外一百张脸孔与名字的配对）。
我们想弄清楚的问题很简单：人脑的学习能力是否随着一天中持续醒着的时间而衰退？如果是的话，睡觉是否能扭转这种记忆体逐渐饱和的效应，修复学习能力？
那些整天醒着的人，即使专注力维持稳定（透过注意力与反应时间的测试来确认），学习能力却明显变差。相对的，午睡过的人成绩明显较好，而且记住事实的能力实际上还提升了。这两组人在傍晚六点的表现差异并不小，午睡组的学习成果赢了20%。
睡眠纺锤波可以恢复学习能力
我们观察到睡眠能腾出记忆空间，帮助脑恢复学习能力，于是想进一步寻找是睡眠中的什么因素促成这种修复。午睡组的脑波分析给了我们答案。记忆力的恢复与较浅的非快速动眼第二期有关，特别是其中的睡眠纺锤波，也就是第3章提过的一种急促而有力的脑波。如果在小睡时有愈多睡眠纺锤波，醒来后学习能力的恢复也愈好。重要的是，睡眠纺锤波并不能预测那个人本身的学习能力。若是个人天生的学习能力只和纺锤波密切相关，这样的结果会有些无趣。而实际上，睡眠纺锤波能预测的是睡前和睡后学习能力的差别，也就是学习能力的补充程度。
更令人惊叹的是，当我们分析睡眠纺锤波这种急促的电活动时，也观察到异常稳定反覆的电流，在整个脑中以一百到两百毫秒的间隔重复发生。这个脉冲持续在海马回（储存空间有限的短期记忆体）和皮质（长期储存记忆的大型硬碟）之间来回。直到此时，我们才开始认识到睡眠在安静面貌底下祕密进行的电流运输：把事实记忆从暂时的储存装置（海马回）搬移到长期的保险库（皮质）。这个过程中，睡眠开心的清理海马回，帮短期讯息储存处清出许多可用空间。学习者醒来，昨天的经历已经转移到较为长久的安全储存处，海马回能够再次容纳新资讯。在崭新的一天，他们可以再度开始学习新的事实。
那次实验之后，我们及其他研究团队也对夜间睡眠进行同样的研究，发现同样的结果：一个人在夜里的睡眠纺锤波愈多，第二天学习能力的恢复程度也愈好。
思考年长和教育问题
最近，我们把这个研究主题转移到老化问题上。我们发现年长者（六十到八十岁）无法产生像健康年轻人一样多的睡眠纺锤波，减少程度达40%。这导致如下预测：老年人在某个晚上产生的睡眠纺锤波愈少，第二天就愈难把新的资讯塞进海马回，因为前一晚短期记忆容量的清空程度没那么高。于是我们进行研究，而结果正如预期：老人夜间的睡眠纺锤波数量愈少，第二天的学习能力愈低，要他们记住我们给予的资讯就愈显困难。睡眠和学习的这种关联，又多给我们一个理由，相信医疗体系应重视老人对睡眠的抱怨，迫使研究者（包括我自己）去寻找非药物的新方法来提升全球年长族群的睡眠。
非快速动眼睡眠纺锤波的密度，在睡眠后期的早晨阶段特别丰富，夹在两次较长的快速动眼睡眠之间。所以如果你只睡六个小时或更少，得不到该有的充足睡眠纺锤波，脑就无法让学习能力恢复，这值得我们从更广的社会层面来思考。
【文、图／摘自天下文化《为什么要睡觉？：睡出健康与学习力、梦出创意的新科学》，作者沃克】
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来源：元气网