我们一生中平均有三分之一的时间在睡觉,但在这漫长的时间里——大脑在做什么呢?日内瓦大学(UNIGE)的科学家利用一种能够解码睡眠时大脑活动的人工智能方法,能够一瞥我们在睡眠时在想什么,研究结果发表在《自然·通讯》(Nature Communications)杂志上。
在缺乏能够翻译大脑活动的工具的情况下,我们的睡眠思想的内容仍然无法获得。然而,我们确实知道,睡眠在记忆巩固和情绪管理方面发挥着重要作用:当我们睡觉时,我们的大脑会重新激活白天形成的记忆痕迹,帮助我们调节情绪。
这项研究的首席研究员索菲·施瓦茨(Sophie Schwartz)教授表示:“我们特别想知道积极情绪在这个过程中发挥了多大的作用。”
在深度睡眠时,海马体(颞叶的一个结构,储存近期事件的临时痕迹)将白天储存的信息发送回大脑皮层。通过回放当天发生的事件,建立起一种对话,从而巩固记忆,从而加强神经元之间的联系。
为了进行实验,科学家们让志愿者们在傍晚时分接受磁共振成像(MRI)检查,并让他们玩两个视频游戏——一个类似于“猜猜谁?”和一个必须找到出口的3D迷宫。之所以选择这些游戏,是因为它们激活的大脑区域非常不同,因此在核磁共振成像中更容易区分。此外,这些游戏是在志愿者不知情的情况下进行的,只有两个游戏中的一个获胜(一半的志愿者赢了一个,另一半赢了第二个),这样大脑就会将游戏获胜与积极情绪联系在一起。
然后志愿者们在核磁共振成像中睡眠一到两个小时(睡眠周期的长度),他们的大脑活动再次被记录下来。施瓦茨教授解释说:“我们将脑电图(EEG)和功能性核磁共振成像(functional MRI)结合起来,后者每两秒钟拍摄一张大脑活动的照片,然后使用‘神经元解码器’,来确定在玩耍期间观察到的大脑活动是否会在睡眠期间自动重现。”
通过比较清醒和睡眠阶段的核磁共振扫描,科学家们观察到,在深度睡眠期间,大脑的激活模式与游戏阶段的记录非常相似。“很明显,大脑通过重新激活清醒时使用的区域,重新体验了游戏的胜利,而不是失败,”Sterpenich说。“一旦你入睡,大脑活动就会发生变化。渐渐地,我们的志愿者开始再次‘思考’这两款游戏,结果当他们进入深度睡眠时,几乎只会想他们赢的那款游戏。”
两天后,志愿者们进行了一项记忆测试:一方面识别游戏中的所有面孔,另一方面找到迷宫的起点。在睡眠中,与游戏相关的大脑区域被激活的越多,记忆表现就越好。因此,当与奖励相关的记忆在睡眠中被自发地重新激活时,它会更高。
因此,日内瓦的研究小组对睡眠中的大脑及其每天晚上所做的令人难以置信的工作——整理白天处理的数千条信息——提供了一种新的视角。具体来说,他们已经证明,将奖励与特定的信息联系起来,可以鼓励大脑长期记忆它。
译/前瞻经济学人APP资讯组
参考来源:https://www.labonline.com.au/content/life-scientist/article/positive-emotions-help-the-sleeping-brain-consolidate-memories-35199610
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