边睡边学

2014-11-26 19:27大卫·罗布森
IT经理世界 2014年22期
关键词:侯爵脑电波迪克

大卫·罗布森

现在神经科学家们声称,已找到了人们熟睡时增强记忆力的方法。

人们一度认为,睡眠中学习这个想法实在太荒谬了,不过现在有几种方法可帮助人们在睡眠时学习新的技能,起码能借助睡眠来增强记忆力。大多数情况下,睡眠中学习指大脑在潜意识下,从背景中播放的录音汲取新信息。比如在奥尔德斯·赫胥黎所著的科幻小说《美丽新世界》中,一个波兰男孩就通过在睡眠中收听英国剧作家萧伯纳的电台演讲学会了英文;而独裁政府很快利用同一手法对民众进行洗脑。在前几年的动画情景喜剧《辛普森一家》中,荷马买来了一盘磁带,希望睡觉时能潜意识减小食欲,结果发现食欲非但没有减小,词汇量反倒增加了。妻子玛吉询问他节食是否成功时,一向口齿不清的荷马突然口若悬河:“很遗憾,节食没有成功。我对美食的贪欲永无止境。”

伪科学

现实中,这种特定的睡眠中学习几乎肯定不可能。为了检验那些猜疑,查尔斯·西蒙和威廉·埃蒙斯这两位研究人员将电极连到研究对象的头皮上,这样他们可以确信只有在研究对象睡着时,才播放磁带。他们的猜测得到了证实——研究对象睡着后什么东西也没学到。研究结果发表于20世纪50年代。不过这些年来,众多企业家仍在竭力推销声称可以轻松学习的各种产品,尽管他们的方法没有任何科学依据。

监测人在睡眠时的大脑活动表明,人们在无意识状态下无法学到新的技能。

不过,尽管沉睡时的大脑对新信息毫无感知,但也绝没闲着:大脑会回顾当天的经历,将记忆从最初形成记忆的地方即海马体,传送到长期储存记忆的大脑皮层。德国图宾根大学的苏姗娜·迪克曼说:“这有助于稳定记忆,并将其纳入长期记忆网络中。”睡眠还有助于我们归纳学到的知识,让我们可以灵活地运用技能以应对新的情况。所以,虽然睡眠时无法吸收新内容,却能巩固一天当中学到的知识或技能。

嗅觉增强剂

到目前为止,至少有四种方法让人们看到了希望。最简单的方法可以追溯到19世纪法国著名汉学家德理文侯爵(Marquis dHervey de Saint-Denys)开展的研究。这位侯爵在探究引导梦境的方法时发现,他能凭借相关的气味、味道或声音,带回某些记忆。他在一个实验中边嚼鸢尾根,边画一位衣着暴露的女子。之后他睡着了,仆人将鸢尾根放入其口中,酸甜的味道带回了这个场景:同一位美丽女子出现在剧院休息室。侯爵在其《梦境与如何引导梦》一书中愉快地撰文:“她的衣着几乎不会被剧院委员会所接受。”还有一次,只要他与两位格外迷人的女子翩翩起舞,就要求乐队指挥演奏特定的华尔兹舞曲。随后,他将一个时钟装配到音乐盒上,那样夜间也播放同样的舞曲,这些舞曲显然把这两位女子的美丽倩影带入到其梦境。

侯爵只是希望梦乡中伴有愉悦的经历(有时还带点情色),但现在看来,同样的方法也能触发睡眠中的大脑如电影般回放学到的技能或知识,并且在这个过程中加深记忆。

比如说,迪克曼让志愿者玩一个稍加变化的Concentration纸牌游戏。玩游戏时,志愿者要先学记一排排物品的特殊排列模式,然后在其实验室中睡觉。一部分试验对象在玩游戏过程中闻到一股微弱的人工气味,随后迪克曼会在他们睡着时,往他们的鼻孔轻轻吹同一种气味。脑部扫描显示,与没闻到气味的试验对象相比,这些试验对象的海马体与大脑皮层几个部位之间的沟通更加顺畅,这正是有望增强记忆巩固的那种活动。果不其然,那些试验对象醒过来能够记得大约84%的物品摆放位置,而对照组只记得61%。

并非只有香味能够帮助学习,正如侯爵用夜间华尔兹舞曲发现的那样,声音还能够触发回忆,只要在这个过程中没有把人吵醒。志愿者们在一项研究中发现,如果睡觉时听到旋律柔和的曲子,就更容易熟练掌握乐器(有点像音乐游戏《吉他英雄》)。与此同时,瑞士苏黎世大学的生物心理学家比约恩·拉什发现,同样的机制帮助瑞士德语使用者学习荷兰语词汇,可以多记住大约10%的词汇量。

技术升级

在不久的将来,科技也许可以进一步提升大脑睡眠周期。一般认为,记忆巩固出现在特定、缓慢的脑电波波动中,于是有了这个想法:略微刺激那些脑电波,又不吵醒试验对象。图宾根大学的詹·博恩一直走在这类实验的前列。他发现可以使用经颅直接电流刺激(tDCS),即让一股弱电流通过头骨,可以增强那些脑电波信号,因而成功地提高了试验对象在口头记忆测试中的成绩。

最近,他又将视线转向一种侵入性更小的刺激方式,使用连有电极的头套来测量神经活动,耳机播放与脑电波同步的声音。博恩将听觉刺激比作孩子荡秋千时大人的轻轻一推,那样就能略微提升已存在于大脑中的神经活动。博恩说:“可以加深慢波睡眠,让它来得更强烈。这是让系统进入节奏的一种更自然的方式。”

要是嫌睡觉时戴着笨拙的耳机这个想法毫无吸引力,以色列海法理工学院的米丽娅姆·赖纳的解决方案也许更有趣。她利用一种神经反馈方式,让试验对象在醒着的时候控制神经活动——电极连到试验对象头部,将脑部活动馈送到一款简单的电脑游戏,试验对象在游戏中通过意念力来驾驶汽车。

电极接收到合适的脑电波频率(通常与睡眠中的记忆巩固有关)时,汽车就会加速,反之就减速。赖纳发现,试验对象通常只需要几分钟就可以开始加快到合适的脑电波——可以感知思维的变化。“我有种放松的感觉,好比你漫步于花园或海滩。”学习完后立即启动记忆巩固模式,然后在睡眠中的大脑重新整理当天的活动时,可以让大脑提前一步。“好比你在白天播下了种子,然后种子在夜晚长大。”

为了测试这种方法,她的试验对象先学习一套复杂的手指动作,有点像在钢琴上学弹一曲,之后接受30分钟的神经反馈训练——效果立竿见影,他们的表现比对照组胜出10%左右,这表明电脑游戏已开始稳定记忆的过程,好像他们真的睡着一样。在接下来一星期的测试中,表现继续提升,这证实了她的理论:神经反馈训练有助于睡眠中提升记忆。

由于迄今为止的实验使用了人为的学习和记忆测试,所以也有必要了解这些测试在更实用的任务中表现如何。赖纳正开始往这个方向迈出几步,她在测试神经反馈训练能不能帮助学生学弹吉他。迪克曼也认为,需要证实这些提升记忆的诀窍没有意想不到的后果,“如果你增强了一组记忆,也许会损害另一组记忆。”

迪克曼表示,我们不应该回避《美丽新世界》和《辛普森一家》中突显的问题。虽然她并不认为这些方法可以让他们违背自己意愿,但她觉得仍需要质疑采取某种做法(比如操纵孩子的记忆)是否妥当。“睡眠是一种脆弱的状态。但睡眠中学习非常值得研究。我们要做的是尽可能地负责任。”

迪克曼的好多学生和同事已经发现,睡眠时的感觉提示对他们备考大有益处。现在你能买到与智能手机配套使用的脑电图描记仪,可能为开发帮助人们改进记忆巩固的游戏敞开了大门。连用于某种经颅直接电流刺激的硬件也已在去年开始有售,这可能会鼓励厂商开发旨在改善睡眠中学习的仪器。

人们往往把睡眠视作没必要的放松休息,试图靠喝咖啡或红牛饮料来提神;我们都被一种需求所迫,想在一天当中尽可能地提高工作效率。但要使我们知道,一天当中效率最高的时间段其实是睡眠时、什么也不做,恐怕会挤出更多的时间来小睡片刻。

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