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睡眠可以保护我们避免忘记旧记忆吗

从降低肥胖和心血管疾病的风险到提高注意力和每日整体表现,睡眠已被证明对我们的健康至关重要。在一项新的研究中,加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报告说,睡眠还可以帮助人们终生学习。

研究人员在2020年8月4日在线发布的eLife中,使用能够模拟不同大脑状态(例如睡眠和清醒状态)的计算模型来检查睡眠如何巩固新编码的记忆并防止损坏旧记忆。

“睡眠时大脑非常忙碌,重复白天的学习。睡眠有助于重新组织记忆并以最有效的方式呈现它们。我们的发现表明记忆是动态的,而不是静态的。换句话说,记忆甚至研究的主要作者,圣地亚哥大学圣地亚哥分校医学教授马克西姆·巴珍诺夫(Maksim Bazhenov)博士说:“过去的记忆不是永恒的,睡眠会不断更新。”“我们预测,在睡眠周期中,旧记忆和新记忆都会自发地重放,这可以防止遗忘并提高召回性能。”

巴热诺夫说,睡眠过程中的记忆重播通过允许相同数量的神经元存储多个干扰记忆,对防止遗忘起了保护作用。“我们每天学习许多新事物,那些记忆与旧记忆竞争。要容纳所有记忆,我们需要睡眠。”

例如,想象一下如何通过在一个停车标志处向左行驶以及在一个交通信号灯处向右行驶来学习如何导航至停车场。第二天,您必须学习如何使用不同的方向到达不同的停车场。巴热诺夫说,睡眠巩固了这些记忆,使人们都可以回忆起它们。

“打网球时,您具有一定的肌肉记忆力。如果您随后学习打高尔夫球,则必须学习如何以不同的方式移动相同的肌肉。睡眠可确保学习高尔夫不会抹去打网球的方式。并使不同的记忆在大脑中共存成为可能。”

作者认为,恢复睡眠的价值可能是当前为自动驾驶汽车提供动力并识别出性能远远超过人类的图像的计算机系统所缺乏的。但是,这些人工智能系统缺乏持续学习的能力,并且在学习新信息时会忘记旧知识。Bazhenov说:“我们可能需要向计算机和机器人系统添加类似睡眠的状态,以防止新学习后忘记并使其能够连续学习。”

Bazhenov说,这项研究结果可能会导致在睡眠期间开发新的刺激技术,以改善记忆力和学习能力。这对于老年人或患有学习障碍的人可能尤其重要。

“虽然睡眠肯定参与了许多重要的大脑和身体功能,但对于实现我们所谓的人类智能(对人类不断学习,创造新知识并适应周围世界变化的能力)而言,这可能至关重要。巴热诺夫说。

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