睡眠、学习与记忆之间的联系仍是人类尚未了解的复杂科学问题之一。已有研究表明，睡眠的时长与质量对学习后的记忆形成有着深远的影响。睡眠在记忆形成的过程中扮演了怎样的角色？熬夜学习是否真的能帮助知识记忆？我们能否运用科学手段干预记忆的形成？就这些问题，我们采访了深圳湾实验室神经疾病研究所资深研究员甘文标，他和他的课题组近期在国际知名期刊PNAS 刊文，揭示了学习后睡眠对于新突触形成的调节机制。
(PNAS December 14, 2021 118 (50) e2114856118; https://doi.org/10.1073/pnas.2114856118）
湾豆：睡眠在人类记忆形成的过程中起到怎样的作用？
甘文标：睡眠对记忆的形成，特别是长期记忆的塑造，有着非常重要的作用。这主要体现在两个方面，一是学习后的睡眠对记忆的巩固作用，二是好的睡眠有助于清醒后开展新的任务学习。如果我们把大脑看作一台机器，神经元有节律地运作，当睡眠不足、睡眠质量低时，神经元发放不够或是过度，白天学习的知识无法整合加固，大脑没有顺利整修，第二天也很难回复状态，对新的学习也会产生影响。
人的睡眠阶段大致可以分为两种，一种是慢波睡眠包括浅眠到深度睡眠的过程，另一种是快速眼动睡眠或者叫做梦睡眠。研究发现，这两个阶段对记忆的形成有着不同的作用。
湾豆：人们在睡眠时的记忆形成和清醒时有什么不同？
甘文标：从这次的研究来看，我们观察到清醒和睡眠时神经元的联接发生了一些变化，我们认为这和记忆的形成有关。如果将大脑看作一棵树，我们现在已知清醒时和前面提到的慢波睡眠期间都会在树干的不同位置产生新芽，对记忆的塑造产生不同影响，但总的来看， 慢波睡眠时神经元之间会形成更多新的联系、作用也更为重要。
做梦睡眠期产生的变化会比较不同，我们之前的一项工作发现，在做梦睡眠过程中某些新近形成的神经元连接被去掉，但同时某些其他的神经元连接得到了巩固和加强，这是清醒时难以做到，从这个角度看，睡眠对记忆形成发挥着更为重要的作用。
湾豆：人们在不同年龄段的睡眠时间和记忆能力都会有差别，这三者之间有怎样的动态联系？
甘文标：婴幼儿时期睡眠时间较长主要是为了神经系统的发育和建立，当然对记忆的形成也有帮助。青少年时期的神经系统可塑性强，学习新知识的能力也比较好，记忆力也好，所以我们应该要保证青少年在成长阶段有充足的睡眠，这样学习后的知识才能在大脑中获得更好的巩固。到了老年，一方面睡眠质量下降，另一方面，睡眠更多的作用可能是为了维持人体机能，和以往的记忆。
有一个现象是有些老年人短期记忆变差，却能够回忆起多年前发生的事，我们推测有一种可能：早期形成的记忆像金字塔的基础，在长期塑造中形成了更为稳固的结构，虽然过程中有一定的损失或删减，但相比于新形成的记忆，留存下来的部分更为稳定，记忆也更清晰。目前还没有实验证据可以直接证明这一点。
湾豆：我们目前是否可以通过科学手段干预睡眠过程，以影响实际的记忆能力或结果？
甘文标：目前有一些实验通过声光电等手段来特异性地干预睡眠，观察脑部功能和行为的变化，但总的来说还是比较浅显的。人类的睡眠功能是亿万年演化的自然过程，人脑这台机器已经发育了很好的学习记忆功能，运用科学手段干预睡眠来增加正常人的记忆， 也许在一定程度上有效，但或许会带来一些其它问题。
值得一提的是，我们观察到患有自闭症等神经发育疾病的人，无一例外都存在一定的睡眠问题，利用科学方法调节睡眠时神经元的功能机理从而改善发育和记忆、治疗疾病，是未来非常重要且有意义的一个研究方向。
湾豆：睡眠是人类自然生物钟的一部分，在连续熬夜或是跨国时差颠倒的时候，生物钟的短暂调节会对记忆产生什么样的影响？
甘文标：学习与睡眠的分组实验发现，同样的任务，在睡眠不足的情况下即使重复多学一次，它的记忆巩固效果都没有保证充足睡眠的一组强。有的时候我们感觉在考试前熬夜学习好像短期内记忆得到了加强，但时间长了结果就不一样。学习是一辈子的马拉松，牺牲睡眠是得不偿失的，从长远的大局来看，即使现在少花点时间去学，睡眠获得保证的话，长期记忆效果也会更好。
*甘文标课题组副研究员白杨博士对本文内容亦有贡献
策划 | 远 山
编辑 | 鲍 啦
