导语

 

刚出生的婴儿一天中的大部分时间都在睡觉，人们常说，睡得越多越聪明，这背后有什么科学依据呢？最近，德国科学家在Current Biology杂志发表的一项研究表明，婴儿在简单的学习之后睡上一觉，就能够记住刚接触到的词语。他们还发现，6个月大的婴儿能够建立关于词汇语义的长期记忆。这项有100多名婴儿参与的实验是如何开展的？本文将给读者详细介绍。

 

撰文 | 李   娟

责编 | 叶水送

 

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如果你指向一个物品，对婴儿说出它的名称，虽然他们不会表达，但已能够把这件物品和它的名称联系起来，这是否代表最早记忆力的形成呢？其实不然，这种关联能力仅仅是婴儿视觉和听觉的感知觉联系，在出生第一个月即可形成。之前有证据显示，婴儿最早从第九个月开始，才能够明白词语的真正指代语义，建立对相关词语的长期记忆。

 

在婴儿的早期发育中，从简单的感知觉认识到懂得词义的转变，受哪些因素影响呢？研究表明，睡眠有利于婴儿大脑记忆的重组，是影响婴儿记忆形成的重要因素，但其具体作用机制尚不清楚。

 

最近，德国科学家在Current Biology杂志发表了一项研究，研究者认为婴儿睡眠时建立的记忆是分段进行的。首先，研究者假设语义记忆的形成源于最初的感性认识，由此推测婴儿会在睡眠早期巩固对名词的初级感知觉记忆，在此基础上发展形成的真正词义的长期记忆，会在随后的睡眠时间里逐步建立。

 

实验开始之前，研究人员把婴儿分成两组：清醒组和睡眠组。清醒组的婴儿作为研究对照，预计在学习完的3小时内不会睡觉，睡眠组的婴儿预计在学习完30分钟之内会入睡。研究人员正是根据以上日常睡眠习惯来安排学习的时机。

 

睡眠可分为非快速眼动睡眠（non-rapid eye movements，NREM）和快速眼动睡眠（rapid eye movements，REM），其中非快速眼动睡眠又分为第1阶段、第2阶段和第3阶段（N1-N3）。研究者通过分析婴儿脑电图信息，汇总记录了婴儿每次睡眠的总时长以及各个睡眠阶段的时长。由于成人的陈述性记忆（指对有关事实和事件的记忆，其中知识点学习过程大多属于该范畴）是在非快速眼动睡眠时期得到巩固，因此，在记忆测试阶段，根据婴儿的单次非快速眼动期的持续时间，研究者对婴儿进行分组测试，以便验证记忆分段形成的可能性。其中短睡眠婴儿组时长约为30分钟，长睡眠婴儿组约为50分钟。

 

作为婴儿的视觉刺激样本，研究者选用了104张彩色图像。包括8类不同物品的照片，其余96张图像依此分为8类，每一类有12张相似物品的图像，其整体或细节的形状颜色各有不同，其中8张专为学习阶段设计，4张专为记忆测试阶段准备。听觉刺激样本是含有24个双音节词的语音录音，针对8类不同物品又分成3组，随机选取2组按照相同模式缓慢播放给受试婴儿听。

 

 

首先，在学习阶段（图1 A），研究人员设置了两种不同的实验条件：一致配对条件和不一致配对条件。在之后的记忆测试阶段（图1 B），研究者选取了学习阶段没有使用的另外4张同类别物体的图像，分别与正确匹配单词或者错误匹配单词同时出现，进而判断婴儿是否能够进行语义指代配对，产生学习记忆。

通过记录婴儿在学习、睡眠和记忆测试时的脑电图（EEGs）活动，分析事件相关电位（Event-Related potentials, ERPs），研究者得到了婴儿各个阶段大脑活动的数据，进而分析婴儿是否能够形成新词汇记忆（图2）。

 

研究者发现在学习完成后，如果婴儿没睡觉，就不具备所学的单词配对能力，与作为对照的清醒组婴儿一样，他们没有产生长期学习记忆。

 

而经过短睡眠的婴儿所表现出的大脑活动，与3个月大的婴儿的大脑活动类似，也就是说，他们的单词配对学习更接近于初级感知觉认识。不过，6至8个月大的婴儿经过短睡眠，能够把单词与学习阶段并未出现的新的物体图像相关联起来。

 

那些在学习完成后有着较长睡眠时间的婴儿，其大脑反应与相同实验条件下的9-16个月大的婴儿类似，表明他们已具备真正词义的长期记忆，并且能够产生对新物体图像的识别能力。

 

由此可见，婴儿的语言记忆能力的发育与睡眠时间的长短有着很大关系。较长时间的睡眠有助于婴儿形成词汇语义的记忆。

 

那么，哪一个睡眠阶段对记忆形成的贡献较大呢？通过对大脑活动的记录分析，研究者发现，婴儿长期记忆的形成发生在非快速眼动睡眠期的第二阶段（N2）。此阶段，人会进入无意识阶段，眼球不再运动，作梦极少出现，能否建立长期语义记忆与N2阶段的持续时间有关。具体来说，由初级感知觉转变为长期语义记忆的形成，需要一段较长的N2期（持续时间在18-35分钟）。

 

N2期记录的脑电图中脑波偶尔会产生较快的脑波，即“睡眠纺锤波（Sleep spindles）”，睡眠纺锤波也是N2期的典型特征。通过对婴儿脑电图的进一步分析，研究者发现对物品类别词义的记忆形成与局部纺锤波的活动有关。

 

之前的观点认为未发育成熟的大脑在词语理解能力方面耗时较长，发展缓慢。这项最新研究表明，婴儿经历一段稍长睡眠期即可形成词汇记忆。值得注意的是，与以往的结论不同，该研究提示6个月大的婴儿大脑已经足够成熟，就能够储存词汇语义相关的长期记忆了。

 

睡眠能够有效地屏蔽周围环境的干扰，为重新梳理瞬时记忆提供了合适的条件，这是睡眠促进记忆重组的主要原因。与婴儿不同的是，成年人在清醒期间也能完成记忆，因为通过成熟地控制注意力，成人能够有效地处理外界干扰因素。

 

由此看来，不仅不能打扰睡着的婴儿，还要创造条件让婴儿睡好觉。因为它们是通过睡眠来变聪明的。原来“睡着了都在学习”，可不光是学霸独有的本事哦。

 

参考文献

 

Friedrich M, Wilhelm I, Mölle M, Born J, Friederici AD. The Sleeping Infant Brain Anticipates Development. Curr Biol. 2017 Aug 7;27(15):2374-2380.