快速眼动睡眠和慢波睡眠中的神经再激活,会与肌肉活动协同支持快速运动技能学习吗?

睡眠中对运动记忆的再激活,尤其是在慢波睡眠中,可以提升已学会动作的执行速度和效率。

直接答案

会,但最有力的直接证据来自慢波睡眠,而不是快速眼动睡眠。在人类研究中,如果在慢波睡眠中播放此前与肌肉控制任务配对的声音,参与者醒来后执行被提示的动作会更快、更高效[2]。在大鼠学习熟练取食任务的研究中,快速眼动睡眠和慢波睡眠期间的神经再激活都与肌肉活动协同发生,并与更好的运动技能学习相关[1]。

4篇文献引用

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睡眠中的“再激活”到底指什么

再激活是指大脑在睡眠中重放近期清醒经历中的活动模式。在大鼠取食任务研究中,练习时一起放电的神经元群在睡眠中再次一起放电,而且这种重放与肌肉活动协同发生[1]。这种协同很重要,因为运动技能不只是思维模式,它还是神经指令与执行这些指令的肌肉之间的联系。

在人类研究中,再激活是被诱导出来的,而不只是被观察到的。参与者学习通过控制特定手臂肌肉的电活动,把光标移动到不同位置,每个位置都配有一个独特的声音。其中一半声音在慢波睡眠中再次播放。睡醒后,睡眠中被提示过的动作比未被提示的动作执行得更快、更高效[2]。声音起到了提醒作用,唤回了与之相关的肌肉控制记忆。

为什么慢波睡眠更能说明动作执行

人类证据最直接指向慢波睡眠。当声音在慢波睡眠中播放时,这种益处体现在人们醒来后执行被提示动作的速度和效率上[2]。这是一个范围较窄但有用的结果:它涉及的是新学动作的执行,而不只是让一项熟练技能整体变好。

快速眼动睡眠则更难确定。一篇关于运动员想象训练综述指出,快速眼动睡眠期间的肌肉失张力——即随意肌在快速眼动睡眠中近乎瘫痪——在很大程度上消除了随意肌肉活动[3]。这并不意味着快速眼动睡眠与运动记忆无关,但确实意味着快速眼动睡眠中任何与肌肉相关的重放,并不只是对外显动作的排练。大鼠研究发现,快速眼动睡眠和慢波睡眠中都有协同的再激活[1],因此这两个阶段可能以不同方式发挥作用,而不是只有一个阶段负责运动学习。

这对快速运动技能学习意味着什么

实际结论是,睡眠不只是让身体休息;它还能主动强化神经指令与其肌肉输出之间的联系。在人类研究中,这种益处只出现在慢波睡眠中被提示过的动作上,说明再激活帮助巩固了技能的执行部分,而不只是让人普遍变快[2]。大鼠研究更进一步,表明睡眠中神经重放与肌肉活动协同发生,而且这种协同与更好地学习熟练取食任务相关[1]。

适用范围很重要。人类演示使用的是实验室中的肌电反馈任务,并在慢波睡眠中播放声音,因此它表明在这些条件下,靶向再激活可以改善新动作的执行[2]。大鼠发现涉及熟练取食任务以及快速眼动睡眠和慢波睡眠中的协同再激活[1]。这两项结果都不意味着每一晚睡眠都会自动教会一项新运动技能,也不意味着快速眼动睡眠和慢波睡眠扮演完全相同的角色。证据支持睡眠再激活对动作执行有真实贡献,而在人类中,慢波睡眠目前是这一效应最明确的阶段。

本文引用的文献

1

快速眼动睡眠和慢波睡眠中的神经集群再激活与肌肉活动协同促进快速运动技能学习

在大鼠学习熟练取食任务时,快速眼动睡眠和慢波睡眠中的神经集群再激活与肌肉活动协同发生,并与运动技能学习的增强相关。

2

睡眠中的记忆再激活改善一项高难度运动技能的执行

在人类学习肌电反馈任务时,在慢波睡眠中播放与任务相关的声音,使参与者在睡醒后执行被提示动作时比未提示动作更快、更高效。

3

快速眼动睡眠中的想象训练、清醒梦与运动员运动记忆巩固的优化:一篇叙述性综述

一篇叙述性综述指出,快速眼动睡眠期间的肌肉失张力在很大程度上消除了随意肌肉活动,这限制了快速眼动睡眠中肌肉活动伴随神经再激活的方式。

4

把心理练习延伸到睡眠:通过清醒梦提升运动技能

清醒梦中的运动练习已显示出有前景的运动表现提升,并在大脑活动、眼动和肌肉活动方面与身体练习有相似之处,但安慰剂效应、动机和实际困难仍有待解决。