事实如此浪漫

为什么你的睡眠大脑会重放新的有益经验

事实证明,是的,参与者的大脑显示,他们正在进行一种“神经重放”,以模拟他们被操纵而获胜的游戏。 插图:Kateryna Kon / Shutterstock

D在本届奥运会上,我一直支持凯利·瑞安(Kelleigh Ryan),她是女子花剑队的队员。她来自渥太华,我住在那里。每当她获得一分,她就会发出胜利的尖叫,可能是感到一阵快感。在电视上看到她,我也这么想。

在某件事上做得更好涉及到情绪。当我们做得好时,我们会有良好的情绪——骄傲、快乐、兴奋,这些情绪有助于强化我们刚刚从事的任何行为。同样,失败的痛苦会使最近的行为在未来不太可能发生。这是条件反射,我们都在清醒时经历过。但是我们睡觉的时候呢?

这些排练甚至可能没有意识!

睡眠可以增强记忆。我们知道这一点是因为在半小时的睡眠后,人们可以比花半小时做其他事情(比如看电视)更好地记住事情。对老鼠的研究显示当他们睡觉时,他们的大脑会在迷宫中排练,这个过程被称为睡眠回放。记忆的功能是储存有用的信息。正因为如此,我们的大脑会优先记住一些事情。研究所示例如,记住对生存有用的东西更容易。睡眠可能会同样关注对我们来说特别好或坏的事情,比如食物和危险的动物,而忽略与我们的健康无关的事情,比如云的确切形状?

最近的一次研究日内瓦大学的Virginie Sterpenich及其同事试图找出答案。他们让受试者玩两个电脑游戏,这些游戏设计得很吸引人,使用两个非常不同的大脑区域。其中一款游戏要求玩家从一组18张人脸中选出一张目标脸,而另一款游戏则要求玩家在源自《毁灭公爵》的3D迷宫中导航。面部游戏的玩家使用大脑中专门识别面孔的区域——梭状回和枕部面部区域。迷宫游戏玩家使用的是海马旁区域,也就是计算场景识别和记忆的灰质区域。在受试者完成这两项任务的同时,Sterpenich和她的团队用脑电图(EEG)和功能性磁共振成像(fMRI)扫描了他们的大脑,EEG测量的是随时间变化的脑电波活动,它通过测量整个大脑的血流量来提供大脑哪个部位处于活跃状态的信息。

受试者不知道的是,游戏是被操纵的。玩家只赢了一场游戏,但认为他们的输赢是他们表现的结果。如果我们的大脑更有可能排练他们得到奖励的事情,那么,在睡觉时,他们应该比输掉的游戏更频繁地排练他们赢的游戏。Af游戏结束后,参与者在脑部扫描仪中入睡。研究人员使用经过EEG和功能磁共振成像数据训练的人工智能识别清醒时正在玩的游戏,解码睡眠中玩家的脑部扫描,看看他们在睡觉时是在想一个游戏还是在想另一个游戏。(一旦人工智能学会了如何识别醒着的人身上的任务,当科学家知道他们在做什么任务时,他们可以将其应用到睡眠期间观察到的大脑活动中,并查看玩家的大脑扫描最类似的任务。)

事实证明,是的,参与者的大脑显示,他们正在进行一种“神经重放”,以模拟他们被操纵而获胜的游戏。如果你是赢了脸部游戏的玩家之一,那么你会更有可能在睡觉时重玩脸部游戏(而不是你输了的迷宫游戏)。你在“赢了”脸部游戏后所感受到的奖励,会让神经更有可能在你睡觉时重新播放。探测器不仅发现了这一点,而且与奖励游戏相关的大脑区域(脸部或空间区域)优先活跃。

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这表明,我们的大脑在睡觉时在排练一些事情,它们优先选择对我们有益的事情,而不是对我们无关紧要的事情。这和做梦有关系吗?好吧,没有参与者进入快速眼动睡眠(REM),这是大多数梦发生的时间,在睡眠实验室的时间。(快速眼动往往发生在夜间较晚的时候。)神经重放只发生在慢波睡眠期间,这个时候梦往往不频繁、迟钝、不被记住。参与者甚至可能没有意识到他们的大脑正在进行排练。这些排练甚至可能没有意识!

其他证据建议在快速眼动睡眠中做梦往往是消极的——坏梦比好梦更常见。这就引出了一个有趣的观点:积极的经历会在非快速眼动睡眠中被排练,而消极的经历会在快速眼动睡眠中被排练。

我不禁认为凯莱的胜利尖叫增加了她得分的快感。有趣的是,当她的肾上腺素平静下来,准备睡觉时,这让她更有可能在那晚排练击剑。她在四分之一决赛中被来自俄罗斯的拉丽莎·科罗贝尼科娃(Larisa Korobeynikova)击败。她没有获得奖牌,但今晚她的大脑可能在为下一个挑战做准备。

吉姆·戴维斯是卡尔顿大学认知科学系的教授。他是《关注大脑》获奖播客的共同主持人。他的新书很畅销做你的狗认为你是的人:一个更好的你的科学.

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