内隐运动序列学习和外显目标导向运动学习对睡眠的依赖是否不同?

睡眠不足会减慢动作执行,但不影响目标准确性;练习后睡眠有助于巩固某些运动序列,尤其是通过心理演练学习的序列。

直接答案

是,但这种区分并不是简单的内隐对外显二分。一整夜不睡会选择性减慢外显序列任务中的动作执行,却保持目标导向的准确性不变,而且24小时和7天后的延迟巩固仍然保留[1]。另外,练习后的一夜睡眠改善了通过运动想象学习的全身序列的巩固,但对通过身体练习学习的序列没有这种效果[2]。

5篇文献引用

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睡眠不足影响的是动作速度,而不是能否命中目标

一项研究提供了一个有用的画面:研究者让48名健康成年人整夜不睡,第二天早上用一项外显序列任务测试他们,这项任务把两件事分开:把序列做对(目标导向的准确性)和快速执行动作(动作时间)。睡眠剥夺引起了明显的应激反应——皮质醇更高、警觉性更低、更困——但唯一与学习相关的代价是动作时间的提升变小。空间准确性未受影响[1]。

这是一种成分特异性的效应,而不是运动学习全面失败。同一项研究还发现,预期中的皮层内去抑制——运动皮层中抑制性信号放松,通常伴随技能习得出现——在两组中都出现了,而且练习后脑源性神经营养因子和皮质脊髓兴奋性没有差异。换句话说,尽管执行效率受损,通常与可塑性相关的标志物看起来没有变化[1]。作者把这描述为动作执行与序列目标表征之间的分离。

训练结束后,执行上的差距会消失

习得过程中出现的变慢并没有延续下去。参与者在24小时后和7天后再测时,睡眠剥夺组的巩固仍然保留[1]。因此,缺一夜觉的代价似乎与当下在压力下执行有关,而不是持久地无法储存序列。对于想知道一个糟糕夜晚是否会永久损害运动学习的人来说,这一区分很重要:在这项研究中,并没有。

练习后睡眠对在脑中演练过的序列帮助最大

另一个问题是,练习后一个正常夜晚的睡眠会起什么作用。在一项有76名参与者参加的全身序列任务中,进行身体练习的人和通过运动想象练习的人在习得期间都有进步。但只有随后睡觉的想象组在一夜之间表现出进一步改善;身体练习后睡觉的组、白天组和未训练对照组都保持稳定[2]。研究测量了两个成分——连续动作的数量(目标导向)和质心位移(动作导向)——它们一起变化,不受训练类型或巩固发生在睡眠还是白天的影响[2]。

这让任何简单的说法都变得复杂:睡眠只是有利于外显的目标导向学习。这里的任务是一个粗大运动序列,睡眠带来的好处取决于序列是如何习得的,而不是取决于测量的是哪个成分。作者把结果解释为确认睡眠有助于运动想象练习后的巩固,但无助于身体练习后的巩固[2]。

内隐学习和外显学习并不是截然分开的系统

回答最初问题的部分困难在于,内隐和外显序列学习并不像标签所暗示的那样截然不同。研究者使用序列反应时任务和漂移扩散模型(该模型把表现分解为不同的认知操作),发现内隐序列学习不影响刺激加工,但改善了反应选择,也影响了反应执行。当序列是概率性的、难以预期时,外显知识没有带来额外变化——但当序列是确定性的时,外显知识让人从对刺激作出反应转向按计划行动,涉及的认知过程发生了很大变化[3]。

这一发现涉及学习如何表达,而不是睡眠,因此不能说明睡眠是否对两者区别对待。它确实提示了为什么简单的内隐对外显二分可能无法对应简单的睡眠对清醒二分:同一任务可以根据材料的可预测性调用不同的控制策略[3]。

关于外显运动记忆的证据对睡眠在学习后的作用指向类似方向。一项研究报告,一夜睡眠似乎促进了外显运动记忆的再巩固,有助于使其稳定[5]。这与睡眠支持外显运动记忆一致,但它针对的是已有记忆的再巩固,而不是最初的习得问题。

还有一个线索来自有认知障碍迹象的老年人:认知资源减少与保持测验中外显运动学习较弱相关,而内隐运动学习似乎受影响较小[4]。该研究没有测量睡眠,作者明确呼吁未来研究检验睡眠是否会调节这一模式——这提醒我们,睡眠问题的内隐方面在很大程度上仍无定论。

本文引用的文献

1

睡眠剥夺下的运动序列学习

一整夜完全睡眠剥夺选择性降低了外显运动序列习得中的动作时间提升,同时保持空间准确性不变,而且24小时和7天后的延迟巩固仍然保留。

2

运动想象下粗大运动序列学习的睡眠依赖性巩固

一夜睡眠后,只有通过运动想象学习粗大运动序列的组表现出进一步的成绩改善;身体练习组和白天组保持稳定。

3

内隐序列学习和外显序列知识在序列反应时任务中如何表达

在序列反应时任务中,内隐序列学习有利于反应选择和执行,但不影响刺激加工;而外显知识只有在材料确定性时才使人转向基于计划的控制。

4

认知资源选择性支持有认知障碍迹象老年人的外显而非内隐运动学习

有认知障碍迹象的老年人在保持测验中表现出外显运动学习减少,内隐运动学习似乎受影响较小;研究未测量睡眠。

5

夜间睡眠在促进外显运动记忆再巩固相关增强和稳定中的作用

夜间睡眠似乎促进了外显运动记忆的再巩固,支持其稳定化。