睡眠的科学——快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠的不同作用

睡眠可以分为快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠，那么强化记忆的到底是哪种睡眠呢？ 快速眼动睡眠期间大脑仍然高速运转，并且会做梦。梦是由记忆片段连接构成的，在快速眼动睡眠期间记忆会被重新编辑。这一点已经在某种程度上得到实验的证明。例如让老鼠学习某种技能后，会发现其快速眼动睡眠时间随学习量的增加而增加，而且如果去掉快速眼动睡眠，其学习效果就会下降。可推断快速眼动睡眠对记忆和学习有着密切关联。通过PET（正电子发射计算机断层扫描）图像分析技术可以观察到，快速眼动睡眠期时与“陈述性记忆”相关的海马体活跃度提高。 近年来也有研究表明非快速眼动睡眠，特别是深度非快速眼动睡眠对强化记忆有着重要作用。深度非快速眼动睡眠中，大脑皮层中的大型神经元——锥体细胞的放电频率（专栏2）逐渐同步。此时神经元停止了清醒时和快速眼动睡眠时的无规律活动，开始安静地同步活动（图1-5）。锥体细胞的同步放电对维护神经元、建立细胞间新的连接至关重要。大脑处于活动状态时，难以在细胞间建立新的连接。而睡眠中就可以创造出有利于建立新连接的环境。这和店面装修时需要停业是同样道理。对动物的实验结果也相同，剥夺动物的睡眠后，作为记忆基础的“长时程增强作用”的效果显著减弱。 大脑皮层中每个神经元都会接受成千上万个信息；也就是说，每个神经元都要从其他神经元接受到数量众多的突触。每个突触连接的强度（突触效率）没有规律且时刻变化。新的突触建立后，旧的突触就会消失，这些神奇的变化与大脑记忆、学习密切相关。我们可以理解为信息传输的线路不断更换。这与对维修电力设备时不能开着电源道理相同。如果在进行大规模线路更换时，在设备的运行时拔出或插入线路可能就会损害设备，所以需要让设备进入睡眠模式。 综合以上内容我们可以得知，睡眠不仅可以维持身体生理平衡，还能维持精神状态，甚至还能加强记忆。睡眠对于人类的重要性不仅体现在不睡觉会扰乱身心平衡，还体现在睡眠可以提高身体机能上。 但是上述内容还不能完全回答“为什么要睡觉”这个问题。睡眠中大脑通过怎样的活动实现上述功能？而且为了推进这些过程中为何需要睡眠？为了找到这些问题的答案，我们将在下一章节中探寻睡眠的真正面目。