生活經驗告訴我們，勞逸結合很重要，適當放鬆能讓人以更好的狀態投入學習、工作。日前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。
“我們的研究首次證明，人類清醒時會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，這對早期學習至關重要。”研究資深作者 Leonardo G. Cohen 說。Cohen 就職於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下屬機構。休息時大腦在做什麼？當學習一項新技能時，如果在練習時間內頻繁插入休息時間，記憶鞏固和表現就會得到改善。這種現象稱為間隔效應（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鐘到幾分鐘內，其鞏固幅度大約是經典研究所關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）將離散的動作表徵結合成統一的、具有明確時間順序動作的技能。一種可能的機制是神經重放（neural replay），即在休息的時候，代表行為序列的神經活動模式重新活躍，並且時間上發生了壓縮，彷彿神經活動被添加了“快進”。研究第一作者、NINDS 的 Ethan R. Buch 說：“靜息態的神經重放可能透過離線重演先前的練習，在清醒狀態下促進技能的鞏固，此前這個問題尚未在人類或動物模型中進行過研究。”勞逸結合的真相為了驗證這一想法，研究人員使用了一種稱為腦磁圖（magnetoencephalography，MEG）的大腦成像技術。30 名受試者在鍵盤上儘可能快速、準確地反覆輸入“41324”，每次實驗時長 10 秒，重複 36 次，兩次實驗之間休息 10 秒。MEG 資料顯示，他們的大腦在靜息態發生了按鍵序列的神經重放。神經重放僅持續 50 毫秒，速度達到了實際動作的 20 倍。
與訓練前或訓練後的休息時間相比，在兩次練習之間的休息時間，神經重放的頻率大約要高出三倍。此外，與前 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，此時受試者學習速度更快。此外，在練習期間的休息中重播事件更頻繁，與更大幅度的技能鞏固相關。神經重放涉及的大腦網路包括海馬區、感覺運動區和內嗅區。“海馬和顳葉在程式性運動記憶中的深度參與令人驚訝，因為這種型別的記憶活動通常被認為不需要海馬的參與，”Buch 說，“總的來說，我們的資料表明，靜息態頻繁、快速的神經重放會強化在先前練習中啟用的的海馬體和新皮層的關聯，這個過程與提高後續表現、在清醒時鞏固技能相關。”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中起因果作用，並確定快速鞏固是否也能強化其他型別的記憶。“最後，瞭解對技能學習很重要的清醒重放特徵，有助於最佳化治療方案或確定更好的腦刺激策略，改善中風等腦損傷後的康復治療效果，”Cohen 說。
（科普中國）
