Nat neurosci:非快速眼动和快速眼动睡眠对视觉学习的补充作用
2020-07-27 MedSci原创 MedSci原创
睡眠有益于各种类型的学习和记忆,人们对于睡眠如何影响学习和记忆的潜在神经机制知之甚少。
睡眠大致分为NREM睡眠和REM睡眠。离线学习中的学习收益和抗干扰能力，无需任何额外学习，就可以增强睡眠后获得的学习能力。睡眠所赋予的抗干扰能力是指在学习之前通过学习或训练睡眠后的新任务而获得的学习能力，从而减少了逆行干扰或干扰的数量。逆向学习干扰被认为是高度可塑性的学习状态的一种表现形式，该状态容易被随后的新学习“重写”。消除睡眠造成的逆行干扰表明，睡眠之前获得的学习可以通过睡眠得到稳定。目前尚不清楚这两种益处如何与睡眠期间发生的可塑性状态相关联，或者每个睡眠阶段如何有助于可塑性状态。
方法：研究了NREM睡眠和REM睡眠在促进学习成绩和稳定睡眠前学习中的作用。 为此，我们测试了E / I平衡（Glx / GABA）如何被视为早期视觉区域的可塑性指标，NREM和REM睡眠的变化以及其与离线性能提升和稳定度之间的关系。 在实验开始之前，研究人员被要求保持规律的睡眠-觉醒习惯，即他们每天的觉醒/睡眠时间和睡眠时间，直到研究结束。首先，在实验前约1周，通过睡眠日志监测参与者的睡眠-觉醒习惯。如果参与者的睡眠/唤醒时间在工作日和周末之间相差2小时以上，则计划的实验被推迟。其次，作者确保参与者在实验前大约1周内没有旅行到其他时区。要求18个参与者佩戴腕部触觉记录仪（GT9X-BT，ActiGraph）。在实验的前一天，指示参与者避免饮酒，异常的过度运动和小睡。对于所有实验，在实验当天均不允许摄入咖啡因。两次针对TDT的训练课程，它们之间的间隔为120分钟。睡眠前TDT和睡眠后TDT的背景方向彼此正交。在120分钟的间隔内，参与者有90分钟的睡眠时间和30分钟的休息时间。休息30分钟是为了改善睡眠惯性，在30分钟的休息时间内，进行了问卷调查以对参与者的睡眠进行反馈，包括主观的睡眠发作潜伏期，睡眠开始后的主观唤醒时间，环境的舒适度和梦境的发生。
结果:通过测量人类睡眠期间的神经化学大脑状态，研究了NREM睡眠和REM睡眠在促进VPL中的作用。 该结果给研究睡眠模式异常如何影响VPL和其他类型的学习与记忆中睡眠的拟议互补作用提供了思路。
amaki, M., Wang, Z., Barnes-Diana, T. et al. Complementary contributions of non-REM and REM sleep to visual learning. Nat Neurosci (2020). https://doi.org/10.1038/s41593-020-0666-y
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