圖片來源：Pixabay

來源 Cell Press

編譯 戚譯引

生活經驗告訴我們(men) ，勞逸結合很重要，適當放鬆能讓人以更好的狀態投入學習(xi) 、工作。近日發表的一項新研究還發現，在清醒的休息狀態，大腦活動能夠以 20 倍的速度“回放”剛剛學過的動作序列，這個(ge) 過程可能對記憶鞏固非常重要。該研究 6 月 8 日在《細胞報告》（Cell Reports）發表。

“我們(men) 的研究首次證明，人類清醒時會(hui) 對剛學過的技能進行神經回放。這也是第一次證明，清醒時的神經重放活動能夠預測記憶的快速鞏固，這對早期學習(xi) 至關(guan) 重要。”研究資深作者 Leonardo G. Cohen 說。Cohen 就職於(yu) 美國國立神經疾病和中風研究所（NINDS），這是美國國立衛生研究院的一個(ge) 下屬機構。

休息時大腦在做什麽(me) ？

當學習(xi) 一項新技能時，如果在練習(xi) 時間內(nei) 頻繁插入休息時間，記憶鞏固和表現就會(hui) 得到改善。這種現象稱為(wei) 間隔效應（spacing effect），已在多種任務中得到證明。清醒時的記憶鞏固發生在幾秒鍾到幾分鍾內(nei) ，其鞏固幅度大約是經典研究所關(guan) 注的睡眠後記憶鞏固的 4 倍。

但直到目前，科學界尚不清楚大腦如何在靜息態（即清醒的放鬆狀態）將離散的動作表征結合成統一的、具有明確時間順序動作的技能。一種可能的機製是神經重放（neural replay），即在休息的時候，代表行為(wei) 序列的神經活動模式重新活躍，並且時間上發生了壓縮，仿佛神經活動被添加了“快進”。研究第一作者、NINDS 的 Ethan R. Buch 說：“靜息態的神經重放可能通過離線重演先前的練習(xi) ，在清醒狀態下促進技能的鞏固，此前這個(ge) 問題尚未在人類或動物模型中進行過研究。”

勞逸結合的真相

為(wei) 了驗證這一想法，研究人員使用了一種稱為(wei) 腦磁圖 （magnetoencephalography，MEG）的大腦成像技術。30 名受試者在鍵盤上盡可能快速、準確地反複輸入“41324”，每次實驗時長 10 秒，重複 36 次，兩(liang) 次實驗之間休息 10 秒。MEG 數據顯示，他們(men) 的大腦在靜息態發生了按鍵序列的神經重放。

神經重放僅(jin) 持續 50 毫秒，速度達到了實際動作的 20 倍。與(yu) 訓練前或訓練後的休息時間相比，在兩(liang) 次練習(xi) 之間的休息時間，神經重放的頻率大約要高出三倍。此外，與(yu) 前 11 次實驗相比，在最後 11 次實驗之間的休息時間，神經重放的頻率更高，此時受試者學習(xi) 速度更快。此外，在練習(xi) 期間的休息中重播事件更頻繁，與(yu) 更大幅度的技能鞏固相關(guan) 。

神經重放涉及的大腦網絡包括海馬區、感覺運動區和內(nei) 嗅區。“海馬和顳葉在程序性運動記憶中的深度參與(yu) 令人驚訝，因為(wei) 這種類型的記憶活動通常被認為(wei) 不需要海馬的參與(yu) ，”Buch 說，“總的來說，我們(men) 的數據表明，靜息態頻繁、快速的神經重放會(hui) 強化在先前練習(xi) 中激活的的海馬體(ti) 和新皮層的關(guan) 聯，這個(ge) 過程與(yu) 提高後續表現、在清醒時鞏固技能相關(guan) 。”

展望未來，研究人員計劃使用非侵入性腦刺激，測試清醒的重放是否在早期技能學習(xi) 中起因果作用，並確定快速鞏固是否也能強化其他類型的記憶。“最後，了解對技能學習(xi) 很重要的清醒重放特征，有助於(yu) 優(you) 化治療方案或確定更好的腦刺激策略，改善中風等腦損傷(shang) 後的康複治療效果，”Cohen 說。

參考來源：

https://eurekalert.org/pub_releases/2021-06/cp-hbr060321.php 


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