“休息一下”反而能帮助学生更快记住新技能

在一项针对健康志愿者的研究中，美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员绘制出了我们学习新技能(比如在钢琴上弹一首新歌)时的大脑活动图，并发现了为什么在练习期间休息一下对学习至关重要。研究人员发现，在休息期间，志愿者们的大脑快速地重复播放了他们练习输入代码时看到的更快的活动版本。志愿者重复练习的次数越多，他们在随后的练习中表现得越好，这表明休息可以强化记忆。

“我们的研究结果支持了这一观点，即在学习一项新技能时，清醒的休息和练习发挥着同样重要的作用。”似乎正是在这段时期，我们的大脑压缩和巩固了我们刚才练习的记忆，”Leonardo G. Cohen医学博士说，他是美国国立卫生研究院神经疾病和中风研究所(NINDS)的高级研究员，也是发表在《Cell Reports》上的这项研究的资深作者。“理解这种神经重放的作用不仅有助于我们学习新技能，还有助于患者恢复中风等神经损伤后失去的技能。”

这项研究是在美国国立卫生研究院临床中心进行的。Cohen博士的团队使用了一种名为脑磁图的高灵敏度扫描技术，记录了33名健康的右利手志愿者的脑电波，这些志愿者正在学习用左手输入一个五位数的测试代码。实验开始时，受试者被要求在屏幕上显示代码“41234”，并在10秒内尽可能多地键入它，然后休息10秒。受试者被要求重复这个交替练习和休息的循环，共35次。

在前几次试验中，受试者正确输入代码的速度显著提高，然后在第11个周期前后趋于平稳。在之前由美国国立卫生研究院博士后Marlene Bönstrup医学博士领导的研究中，Cohen博士的团队表明，这些进步大部分发生在短暂休息期间，而不是在受试者打字时。此外，增强的效果比睡了一晚后的效果更明显，而且与脑电波(即β节律)的减小有关。在这份新报告中，研究人员在受试者的脑电波中寻找一些不同的东西。

“我们想要探索在清醒休息期间增强记忆的机制。有几种记忆形式似乎依赖于神经活动的重演，所以我们决定测试这个想法的程序技能学习，”Ethan R. Buch博士说，他是Cohen博士团队的一名工作科学家，也是这项研究的领导者。

为了做到这一点，Cohen博士实验室的前博士后研究员Leonardo Claudino博士帮助Buch博士开发了一个计算机程序，该程序可以让团队破译在测试代码中输入每个数字时的脑电波活动。

该程序帮助他们发现，在休息期间重新播放了打字时大脑活动的一个快得多的版本——大约快20倍。在前11个练习试验过程中，这些活动的压缩版本在每个休息期间被重复播放了很多次——大约25次。这比实验结束后的休息时间或实验结束后的活动多两到三倍。

有趣的是，他们发现，休息期间回放的频率预示着记忆的增强。换句话说，大脑更频繁地重播打字活动的受试者在每次试验后表现出更大的飞跃，比那些较少重播打字活动的受试者表现出更大的飞跃。

Buch博士说:“在学习曲线的早期阶段，我们看到清醒休息的回放在时间上被压缩了，频率高，是个体学习新技能的可变性的良好预测器。这表明，在清醒休息期间，大脑将学习新技能所需的记忆结合在一起。”

不出所料，研究小组发现，重播活动经常发生在大脑负责控制运动的感觉运动区域。然而，他们也看到了其他大脑区域的活动，即海马体和内嗅皮层。

“我们对最后的结果感到有点惊讶。传统上认为，海马体和内嗅皮层在程序性记忆中可能并不起实质性的作用。相比之下，我们的研究结果表明，在学习这些技能时，这些区域会与感觉运动皮层快速地互动，”Cohen博士说。“总的来说，我们的研究结果支持这样一个观点，即在清醒休息时操纵重放活动可能是一个强有力的工具，研究人员可以使用它来帮助个人更快地学习新技能，并可能促进中风患者的康复。”

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原文检索：Consolidation of human skill linked to waking hippocampo-neocortical replay