睡眠能保護舊記憶免受災難性遺忘?
中國生物技術網 · 2020/08/11
研究發現,睡眠可以保護舊記憶不被遺忘。

本文轉載自“中國生物技術網",作者生物技術君



從降低肥胖和心血管疾病風險,到改善注意力和日常整體表現,睡眠被證實對我們的健康至關重要。

近日,發表在《eLife》上的一項新研究中,美國加州大學圣地亞哥分校醫學院的研究團隊報告稱,睡眠還有助于人的終身學習。


關于睡眠的研究過去已經報道了很多(見文末相關閱讀),這項研究使用了不同的方法。

該團隊利用能模擬不同大腦狀態(比如睡眠和清醒)的計算模型測試了睡眠如何鞏固新編碼記憶以及如何防止舊記憶的損壞。

該研究通訊作者、加州大學圣地亞哥分校的醫學教授Maksim Bazhenov說:“在我們睡覺的時候,大腦非常繁忙,它不斷重放我們在白天學習到的事物。我們的研究表明,記憶是動態而非靜態的。換句話說,記憶,即使是舊的記憶,也不是一成不變的。睡眠會不斷地更新它們?!?/p>

該研究團隊檢驗了一個假說,即睡眠可以保護舊記憶不被遺忘。

在丘腦皮質模型中,訓練新的記憶干擾了先前學習的舊記憶,導致舊記憶痕跡退化和遺忘。但在新的學習之后立即模擬睡眠可以逆轉損傷并增強所有記憶。


圖片來源:eLife

Bazhenov說:“睡眠期間的記憶重放通過允許相同數量的神經元存儲多種干擾記憶以起到防止遺忘的保護作用。我們每天都學習很多新東西,而這些新記憶會與舊記憶發生競爭。為了容納所有記憶,我們需要睡眠?!?/p>

例如,你想象一下學習如何導航至停車場的過程,首先在一個停車標志處向左行駛,然后在一個紅綠燈處向右行駛。第二天,你必須學習如何用不同的方向到達不同的停車場。Bazhenov說,睡眠鞏固了這些記憶,使人可以回憶起各種路線。

Bazhenov說:“打網球時會形成特定的肌肉記憶,如果你接著學習如何打高爾夫球,你就必須要學會如何以不同的方式運用相同的肌肉。睡眠確保了學習高爾夫球時不會清除關于如何打網球的記憶,并使不同的記憶在大腦中共存成為可能?!?/p>

作者認為,雖然目前最先進的計算機系統能夠驅動無人駕駛汽車,并具備遠超人類的圖像識別能力,但是它還缺少睡眠的恢復作用。因此,這些人工智能系統缺少持續學習的能力,在學習新信息時,它們會忘記舊知識。

Bazhenov說:“我們或許需要向計算機和機器人系統添加一種類似睡眠的狀態,從而防止它們在學習新事物時忘記舊知識,使它們具備持續學習的能力?!?/p>

研究人員表示,這項研究結果有助于開發能在睡眠期間改善記憶和學習的新型刺激技術。這對于老年人和學習能力有缺陷的人來說尤為重要。

Bazhenov說:“雖然睡眠確實與大腦和身體的許多重要功能有關,但它對于實現我們所說的人工智能——不斷從經驗中學習、創造新知識和適應周圍世界變化的能力同樣至關重要?!?/p>

參考資料:

https://elifesciences.org/articles/51005

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