研究表明，短暂休息可以帮助我们的大脑学习新技能

“我们的研究结果支持了这样一种观点，即在学习一项新技能时，清醒休息和练习发挥着同样重要的作用。这似乎是我们的大脑压缩和巩固我们刚刚练习的记忆的时期，”国立卫生研究院的高级研究员莱昂纳多·g·科恩博士说国家神经疾病和中风研究所他是这项发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的研究的资深作者。“理解神经回放的作用不仅有助于我们学习新技能，还有助于我们帮助患者恢复中风等神经损伤后失去的技能。”

这项研究是在国家卫生研究院进行的临床中心．科恩博士的团队使用一种被称为脑磁图的高灵敏度扫描技术，记录了33名健康的右撇子志愿者在学习用左手输入五位数测试代码时的脑电波。实验开始时，研究人员在屏幕上向研究对象显示代码“41234”，并要求他们在10秒内尽可能多地输入该代码，然后休息10秒。受试者被要求重复这种交替练习和休息的循环，共35次。

在最初的几次试验中，受试者正确输入代码的速度显著提高，然后在第11个周期左右趋于平稳。在之前的一项研究中，由前NIH博士后Marlene Bönstrup, m.d.， Cohen博士的团队领导显示大部分的增益都发生在短暂的休息期间而不是在受试者打字的时候。此外，这种效果比睡一晚后的效果更明显，并且与脑电波大小(称为β节律)的减小有关。在这份新报告中，研究人员在受试者的脑电波中寻找了一些不同的东西。

“我们想探索清醒休息时记忆增强背后的机制。有几种形式的记忆似乎依赖于神经活动的回放，所以我们决定对程序性技能学习进行测试，”科恩博士团队的科学家、该研究的负责人伊桑·r·布赫博士说。

为了做到这一点，Cohen博士实验室的前博士后Leonardo Claudino博士帮助Buch博士开发了一个计算机程序，使团队能够破译与在测试代码中输入每个数字相关的脑电波活动。

该程序帮助他们发现，在休息期间，打字时看到的大脑活动的速度要快得多——大约快20倍。在前11次练习的过程中，这些活动的压缩版本被重复播放了很多次——大约25次——每个休息时间。这比后来的休息时间或实验结束后的活动多出两到三倍。

有趣的是，他们发现休息时重播的频率预示着记忆的增强。换句话说，在每次试验后，大脑经常回放打字活动的受试者比那些不经常回放的受试者表现出更大的飞跃。

布赫博士说:“在学习曲线的早期阶段，我们发现清醒的休息回放在时间上、频率上都被压缩了，这很好地预测了个体学习新技能的可变性。”“这表明，在清醒休息时，大脑将学习新技能所需的记忆结合在一起。”

不出所料，研究小组发现回放活动经常发生在大脑的感觉运动区域，该区域负责控制动作。然而，他们也发现了大脑其他区域的活动，即海马体和内嗅皮层。

“最后的结果让我们有点惊讶。传统上，人们认为海马体和内嗅皮层在程序记忆中可能没有这么重要的作用。相比之下，我们的研究结果表明，在学习这些类型的技能时，这些区域会迅速与感觉运动皮层震动，”科恩博士说。“总的来说，我们的研究结果支持这样一种观点，即在清醒休息时操纵回放活动可能是一种强大的工具，研究人员可以使用它来帮助人们更快地学习新技能，并可能促进中风康复。”