睡覺時也能學習,神奇的深度睡眠
很多時候,我們總在驚異於孩子在不知不覺中學會並記住很多東西。經常聽見家長會說:「我們沒有教這個,他從那裡學會的呢?」。那麼這種「神跡」孩子們是如何做到的呢?你一定想像不到竟然是因為睡覺這件事吧。
睡眠的時候我們的大腦在做什麼?
當我們進入睡眠狀態,大腦里的部分區域進入了休息狀態,但是還有一部分區域依舊忙碌,在記憶處理方面,睡眠中某些腦區甚至比清醒時更忙碌。因為記憶處理主要發生在深度睡眠階段。
同時,人類睡眠質量也首先取決於深度睡眠的時間和質量。
揭開睡眠的真面目
腦電圖的發明為人類睡眠研究打開了一扇窗。以腦電活動為基礎,人類睡眠分為四個階段(傳統上曾經分為5階段,2007年美國睡眠研究所將第3和第4階段合併為新的第三階段)。
第一階段,開始進入睡眠。人開始進入昏昏欲睡狀態,如果沒有受到干擾,身體會逐漸放鬆,肌肉的緊張感慢慢消失。在這一階段,哪怕是很小的刺激我們也能驚醒過來,就是俗話說的「打了一個機靈」。有些人在這個階段還會體驗到手腳突然踏空或放空的感覺,稱為入睡抽搐,一種很常見的生理現象。
這個階段僅歷時幾分鐘。
第二階段,正式進入睡眠。這個階段我們已經失去了時間概念。身體完全放鬆,呼吸、心跳逐漸變慢,體溫降低,意識與外界的聯繫逐步斷開,卻仍然沒有完全切斷,稍微強一些的刺激仍然能把我們喚醒。
這個階段通常歷時30~45分鐘,佔據一個睡眠周期的一半左右的時間。
第一、二階段又合稱淺睡眠階段。
第三階段,腦電波越來越慢,以慢波為主,因此也稱為慢波睡眠階段。這個階段, 心跳、呼吸、血壓、體溫和人體整個代謝都降到一天中最低的水平,意識幾乎完全與外界斷開,很難被喚醒。因此,也稱為深度睡眠階段。
這個階段通常持續約25~30分鐘。
第四階段,腦電圖上表現為快波為主,眼球快速閃動(主要以左右移動為主)。因此,也稱快速眼動(Rapid eye movement ,REM)睡眠。這個階段人似乎突然就開始活躍起來,心跳、呼吸、血壓和體溫驟然升高。
人類的夢主要發生在這個階段。從這個階段轉醒的人才會記住夢境。
REM睡眠通常持續5~30分鐘。
睡眠通常依次經過以上四個階段稱為一個周期,以通常每晚8小時睡眠來說,每個周期歷時90~110分鐘。每個夜間的睡眠可以經歷4~7個這樣的周期。
前半階段睡眠周期中深睡眠時間更長,而後半階段淺睡眠和REM睡眠時間更長。
深度睡眠的意義
上世紀90年代開始,科學家們逐漸發現記憶處理更多的是在睡眠中進行的秘密,尤其是在慢波睡眠中。而孩子們的慢波睡眠相對明顯長於成年人。
起初,發現這種記憶處理主要在REM睡眠進行,後來發現慢波睡眠即深度睡眠更為重要。
現在認為,睡眠中的記憶處理主要在深睡眠階段由海馬和相應腦區共同完成,海馬在記憶處理中居於核心地位。海馬對於記憶的處理並非被動儲存那麼簡單,而是像我們的電腦一樣,將白天學習中儲存在相應腦區中的凌亂的記憶取出,由海馬區加以重新編碼歸檔後整理儲存。
深睡眠的長短對於學習和記憶能力具有重大影響。研究發現,兒童和少年期深度睡眠時間最長,這可能就是孩子們擁有更強的學習記憶能力的秘密。而隨著年齡的增長,大腦前額葉內側皮質灰質丟失,慢波睡眠逐漸減少,成年人對新事物記憶能力也越來越弱。
同時,深度睡眠還的確與我們傳統認為的「休息」密切相關,深度睡眠時間越長,睡眠質量越好,睡得更解乏,第二天清晨感覺越神清氣爽,精力旺盛。
可見,深度睡眠對於人健康和學習記憶都是非常重要的。
如何知道自己的睡眠分期呢?
這是最近被人詢問的最多的問題了,其實大腦中所有神經元細胞的電活動都會傳導到頭部皮膚表面,疊加後就形成了分布於整個頭部皮膚區域的綜合電位。通過採集器採集任何兩個皮膚點之間的電位差,經過放大器的放大,就得到了隨時間變化的腦電波波形。
可穿戴式睡眠腦電監測儀就是利用無創方式採集兩導腦電波的腦測量技術,採集整晚睡眠(5至8小時的睡眠)過程中的腦電波, 將採集到的數據(波形和數值)經由無線互聯網實時同步發送到睡眠中心雲計算伺服器上,雲伺服器計算並自動生成多導睡眠圖檢查分析報告。
通過睡眠報告中的各項數據,分析被測者的睡眠周期、各期睡眠分布、潛伏期、睡眠效率等狀況,參考報告中的腦狀態指標,連接伺服器後可以查看及修正自動生成的睡眠報告單,並可對睡眠歷史數據進行查看。
深度睡眠多久為最佳
深度睡眠當然是相對越多越好。然而,這個時間卻並非完全由我們所能控制的。
首先它受年齡階段影響。通常越年輕,深度睡眠時間越長;年齡越大,深度睡眠時間越少。這也是老年人睡眠質量越來越差,習慣性早起,學習記憶能力逐漸減退的主要原因之一。
當然一些我們可控的因素也影響深度睡眠的時間,比如睡眠習慣、睡眠節律。不良的睡眠習慣,或者經常打亂睡眠周期,比如夜間倒班、經常跨時區旅行、睡眠時間不定等,都會影響深睡眠的時間。
另外,一些精神類物質和藥物對深睡眠也有影響。酒精、咖啡因、煙草中的某些化合物,一些影響睡眠的藥物等對深睡眠也有影響。
喝酒助睡眠的說法就是一種明顯的認識誤區。因為,雖然酒精具有腦抑制作用可以幫助人們更快進入睡眠,卻會干擾人們的深睡眠,致使睡眠質量顯著下降,因而總體上不是幫助睡眠反而破壞睡眠周期降低睡眠質量。
人進入睡眠的一個因素是所謂的睡眠壓力,其中已知的重要因素是腺苷的集聚。人在清醒狀態下某些腦細胞會不斷產生腺苷,集聚達到一定程度會導致人陷入昏昏沉沉狀態。睡眠中又可以清除腺苷而使人神清氣爽。
咖啡因正是可以與腺苷結合而起到暫時提神的效果,這也是睡前喝咖啡和茶導致難以入睡的原因。同時,咖啡因對於睡眠周期和深睡眠也有干擾。因此,咖啡因並不能替代睡眠;而且一般建議中午過後,尤其是下午4點後不要再攝入咖啡因。
綜上所述,睡眠對於人類是不可或缺的,其中的深度睡眠尤為重要。雖然深度睡眠主要與年齡相關,但是養成良好的睡眠習慣,戒除煙酒等不良嗜好,合理使用睡眠相關藥物,也可以優化睡眠周期,增加深度睡眠時間,改善睡眠質量,提高學習記憶能力,提高生活質量。
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