为什么慢波/REM分工的说法一开始听起来很有道理
这个整齐的说法背后确实有真实证据。在一项实验中,人们在慢波睡眠期间闻到一种事先与学习内容配对的气味,之后能记住更多配对词语——这属于陈述性、事实类记忆——而他们在程序性技能上的表现却没有得到同样的提升[3]。这有力地说明,慢波睡眠可以被引导去帮助某一类记忆,而对另一类记忆不起作用。
其他研究也指向同一方向:睡眠似乎有助于陈述性记忆,比如配对联想,而对程序性记忆没有影响,并且慢波睡眠被认定为相关的睡眠阶段[4]。正因如此,这种分工才成了教科书里的简略说法。但某个实验设置中观察到的模式,并不等于一条关于一个人能获得多少慢波睡眠的规律。
慢波睡眠的多少并不对应记忆收益的大小
最有力的挑战来自一项专门检验这种关联的研究。159名健康人在实验室里睡了两次90分钟的午睡,每次午睡后都学习配对词语联想。如果慢波睡眠是陈述性记忆巩固的引擎,那么慢波睡眠更多的午睡应该带来更大的记忆提升——无论在不同人之间比较,还是同一个人两次午睡之间比较,都应如此。但这两个相关性都不显著[1]。
这个“无显著结果”之所以重要,是因为它直接针对简单说法所假设的机制。研究者对结论很谨慎:他们的发现并不能排除慢波睡眠在记忆中起重要作用,但确实提示,获得更多慢波睡眠不一定意味着巩固得更多[1]。有意思的是,人们主观感觉睡得好不好,确实会随慢波睡眠的多少而上升[1]——所以这个阶段并非无所作为,只是它并不直接按比例决定记忆。
不同记忆类型并不能整齐地归入不同睡眠阶段
来自癫痫患者的证据又添了一层复杂性。研究者考察慢波睡眠的特征与语义记忆、情景记忆和程序性记忆的关系时,发现效果并不一致:慢波睡眠的时长及相关特征对这三种记忆类型的影响并不相同[2]。这削弱了“一个睡眠阶段对应一类记忆”的想法,因为即便在慢波睡眠内部,关系也会随所测量的记忆类型而变化。
关于睡眠剥夺的研究也指向更复杂的图景。在连续多晚的睡眠中,随着睡眠推进,慢波睡眠减少而REM睡眠增加,该研究把这些阶段变化同时与陈述性记忆巩固和程序性记忆巩固联系起来,而不是把两者分别归给某一个阶段[5]。这些阶段在一夜之间一起变化,因此很难把某一种记忆的提升单独归功于其中任何一个阶段。
那该怎么看待这条简单规律?
把慢波/REM的分工当作一个有用的初步近似,而不是最终结论。在受控环境中,慢波睡眠可以被引导去偏向陈述性记忆[3];在某些比较中,睡眠对陈述性记忆的帮助也确实大于对程序性记忆的帮助[4]。但一个人实际获得的慢波睡眠量,并不能很好地预测其陈述性记忆会受益多少[1],而且这个阶段与不同记忆类型的关系是变化的,并不遵循一条固定通道[2]。
实际结论是:睡眠对记忆仍然重要——证据支持这一点——但其机制并不是一个阶段归档事实、另一个阶段归档技能的简单交接。诚实的总结是:这种分工抓住了睡眠与记忆关系中某些真实的东西,但夸大了大脑把两者分得有多干净。
本文引用的文献
没有证据表明睡眠介导的陈述性记忆巩固与慢波睡眠存在个体内相关
在159人两次90分钟午睡的研究中,慢波睡眠的多少与睡眠相关的配对词语记忆提升没有显著相关,无论个体内还是个体间都是如此,不过主观睡眠质量确实与慢波睡眠同步变化。
慢波睡眠特征对癫痫患者语义、情景和程序性记忆的影响
在癫痫患者中,慢波睡眠时长及相关特征对语义、情景和程序性记忆的影响并不一致,提示传统的睡眠—记忆专门化观点可能过于简化。
慢波睡眠期间的气味线索促进陈述性记忆巩固
在慢波睡眠期间呈现气味线索,改善了依赖海马的陈述性记忆的保持,但没有改善不依赖海马的程性记忆。
睡眠对陈述性记忆和程序性记忆巩固的影响
睡眠促进了陈述性配对联想记忆的巩固,而对程序性记忆没有影响,慢波睡眠被认为是相关的睡眠阶段。
长期和急性睡眠剥夺对程序性记忆巩固的影响:一项多晚研究
在一项多晚睡眠剥夺研究中,随着睡眠推进,慢波睡眠减少而REM睡眠增加,这些阶段变化与陈述性记忆巩固和程序性记忆巩固都有关联。
