睡眠、学习记忆
中图分类号：R338.63文献标识码： A文章编号： 1005-0019(2009)07-0052-02
【关键词】睡眠；机制；学习记忆；记忆障碍；睡眠剥夺
大脑是科学上最神秘的事物，睡眠和记忆则是大脑最重要的两个基本功能，睡眠与每个人的生理和心理健康密切相关，学习和记忆则是人类适应自然最重要的手段。国际上关于睡眠和记忆生理学的研究正逐步深入，本文拟对睡眠、学习记忆的一些问题进展作初步阐述。如果能正确认识并加以利用，对于保护我们的身心健康，加强学习和记忆能力、提高工作和学习效率都是极为有益的。
1 睡眠
1.1 睡眠的产生机制
关于睡眠的产生机制，目前有两种不同的认识。一种理论认为，睡眠是一种扩散的抑制过程。研究者们在动物实验中发现:睡眠总是伴随着内抑制过程出现的，当抑制在大脑皮层中广泛扩散并波及到皮层下中枢的时候，就引起了睡眠。
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另一种理论认为，在中枢神经系统中，存在着睡眠中枢。生理学家们通过动物实验发现:如果刺激脑干网状结构的尾端，即可引起同步化慢波睡眠。此外，还发现颞叶梨状区，扣带回前部，视前区等边缘系统结构都与睡眠有关。认为生理的睡眠是在脊髓上行与皮层下行冲动的影响下，脑干中有关睡眠与觉醒的结构在功能上发生了相互拮抗，而向睡眠状态转化产生的。
1.2 睡眠的形式及表现
人的睡眠形式有两种：慢波睡眠和快波睡眠(又称快速动眼睡眠或梦睡眠)。这两种睡眠形式在夜之间交替出现。人在入睡以后，先出现慢波睡眠，慢波睡眠约持续80~120分钟，继而出现快波睡眠，快波睡眠约持续20~30分钟后又出现慢波睡眠。一般说来，一夜之间这两种睡眠时相互交替出现4~5次。
慢波睡眠时表现为: 肌张力降低，代谢降低，体温下降，出现周期性呼吸与外界联系中断，各种感觉阈提高。慢波睡眠的生理意义在于:可以防止因脑细胞兴奋过久而造成的衰弱，可以补充清醒时所消耗的物质。
, 百拇医药
快波睡眠时表现为: 肌张力更为降低，脑血流量增加，肌肉抽动，心跳加快，呼吸不规则，眼球转动并出现梦境。快波睡眠的生理意义在于:贮存、巩固记忆，恢复智力。
2 学习记忆
2.1 学习记忆的定义
从生理学的角度看，学习“是个体通过与环境的接触来改变自己的行为”的过程。其本质是将有关信息通过感觉器官向脑中输入，在脑中贮存、加工，然后将贮存的信息向外提取。记忆则是脑神经细胞将获得的知识进行储存和读取的高级生理功能。从两者的关系来看，学习是记忆的前提，记忆是新学习的基础。
2.2 学习记忆的形成机制
2.2.1 关于学习记忆的普遍观点
对于学习记忆的产生机制，目前普遍有两种不同的认识。一种是用条件反射的理论去研究和解释的。过对某一事件的不断强化，加强印象，获得新信息。获得新信息后，突触在处理信息中起着决定性作用，因为它是控制传递信息有利部位，它决定了信号在神经系统内的传布方向，突触对信号还有选择的作用，它可以阻断弱信号的通过，而使强信号通过，转变成记忆。
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另一种理论认为，学习之后，留在脑中的事件是分散在脑的各个部分的大量神经元活动的代表系统的建立。这些神经元曾经在学习的过程中共同受到过一定的时间和空间特性刺激影响，在这些部位中神经元放电的模式代表着学习的事件。如果以后有同样的刺激出现，或旧于其他影响(如联想作用)，可以引起这些神经元的同样模式一致活动，这就是学习记忆。
2.2.2 诺贝尔奖获得者对记忆的解释
卡尔松、格林加尔和坎德尔三位科学家因为发现神经元之间特殊的信号传导形式而获得了2000年诺贝尔生理学或医学奖。其中，坎德尔利用海兔作为实验对象，研究记忆的神经机制，在揭示记忆之谜的研究中又迈出了一大步。
海兔是一种生活在海洋中的软体动物，当它的腮受到刺激时，神经系统会产生自动保护腮的反射作用。坎德尔认为反射性保护腮是一种学习和记忆的过程，且与突触和神经递质有关。在感觉神经与肌肉相连的突触上神经递质释放得越多，海兔的学习和记忆保护(反射性保护腮)能力就越强。
, 百拇医药
2.3 记忆障碍
记忆障碍是指学习所获得的信息在储存、编码和读出中的任一环节发生故障或者紊乱所致的记忆的量与质方面的改变。临床上把记忆障碍分成两大类,即顺行性遗忘症(anterograde amnesia)和逆行性遗忘症(retrograde amnesia)。
凡不能在储存新近获得的信息的称为顺行性遗忘症。患者对于一个新的感觉性信息虽能做出合适的反应，但只限于该刺激出现时，一旦该刺激物消失，患者在数秒内即失去作出正确反应的能力。所以患者易忘近事而远的记忆仍存在。一般认为，这种障碍与海马及其环路的功能损坏有关。
凡正常脑功能发生障碍之前的一段时期内的记忆均已丧失的，称为逆行性遗忘症。患者不能回忆起紧邻着本症发生前一段时间的经历，既不能从长期储存的记忆中回忆起过去的经历，尽管这些记忆还保存着。
3 睡眠与学习记忆
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3.1 睡眠影响学习记忆的机制
大量数据分析发现，睡眠在学习记忆中起关键作用。学习后接着一段时间的睡眠记忆储存比接着一段时间的清醒更好。进一步的研究提示更好的记忆保留是因为: ①睡眠中减少记忆干扰;②记忆痕迹衰减变慢;③睡眠中存在对记忆的固化处理过程。④神经调节从胺能转变为胆碱能；⑤参与定和记忆的背外侧额叶皮层(DLPFC)中活性降低和前扣带回皮层和杏仁体中活性升高；⑥从海马区到神经皮层流出的信息减少。
Smith综合动物实验表明，在程序训练后的那段时期，大鼠表现为快波睡眠次数增加，剥夺快波睡眠可导致记忆力退[6]。另有研究发现，大鼠睡眠时，一种细胞激活素的基因在大脑中活性提高，能改善突触传递，增强对获取的信息进行处理和加工、形成记忆的能力。
3.2 睡眠剥夺与学习记忆
3.2.1 快波睡眠剥夺与学习记忆
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海马是记忆形成的核心结构，海马内新信息的传递增强可能是记忆编码的基础，主要反映在同步记录的脑电图节律性慢波θ波上，而原有的背景神经联系则往往反映在θ波之外。有证据表明，快波睡眠剥夺可使海马θ波丢失，记忆受损。在动物已发现了类似θ波的特征性的脑桥—膝—枕波。
3.2.2 慢波睡眠剥夺与学习记忆
实验数据显示，对大鼠进行慢波睡眠剥夺或完全睡眠剥夺，可导致大鼠记忆力下降。慢波睡眠剥夺能明显破坏参照记忆(reference memory)，长期的慢波睡眠剥夺对空间记忆及参照性空间记忆也有明显的影响，原因可能为慢波睡眠影响正在衰减的非适应性记忆痕迹的加工，经过慢波睡眠加工后保持下来的记忆痕迹在紧接着的快波睡眠中得到更好的排列和重新存储，但其具体机制仍在研究当中。
综上所述，睡眠可以消除疲劳、恢复脑力，尤其对青春期前的生长发育和智力增长有密切关系。作为医务工作者，我们应尽己之责，扩大睡眠的积极影响。我认为可以从以下方面开展：①围绕睡眠、学习记忆问题研究的必要性进行系统的课题论证调查;②组织力量有计划、有步骤、有选择地开展具体课题论证和研究。诸如，睡眠剥夺与脑力作业能力及脑疲劳;最低睡眠需要量;小睡的利用; 速效、短效、后遗效应小的催眠药以及不良反应;(3)编写睡眠卫生保障指南。, 百拇医药(夏 曦 潘广仙)
【关键词】睡眠；机制；学习记忆；记忆障碍；睡眠剥夺
大脑是科学上最神秘的事物，睡眠和记忆则是大脑最重要的两个基本功能，睡眠与每个人的生理和心理健康密切相关，学习和记忆则是人类适应自然最重要的手段。国际上关于睡眠和记忆生理学的研究正逐步深入，本文拟对睡眠、学习记忆的一些问题进展作初步阐述。如果能正确认识并加以利用，对于保护我们的身心健康，加强学习和记忆能力、提高工作和学习效率都是极为有益的。
1 睡眠
1.1 睡眠的产生机制
关于睡眠的产生机制，目前有两种不同的认识。一种理论认为，睡眠是一种扩散的抑制过程。研究者们在动物实验中发现:睡眠总是伴随着内抑制过程出现的，当抑制在大脑皮层中广泛扩散并波及到皮层下中枢的时候，就引起了睡眠。
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另一种理论认为，在中枢神经系统中，存在着睡眠中枢。生理学家们通过动物实验发现:如果刺激脑干网状结构的尾端，即可引起同步化慢波睡眠。此外，还发现颞叶梨状区，扣带回前部，视前区等边缘系统结构都与睡眠有关。认为生理的睡眠是在脊髓上行与皮层下行冲动的影响下，脑干中有关睡眠与觉醒的结构在功能上发生了相互拮抗，而向睡眠状态转化产生的。
1.2 睡眠的形式及表现
人的睡眠形式有两种：慢波睡眠和快波睡眠(又称快速动眼睡眠或梦睡眠)。这两种睡眠形式在夜之间交替出现。人在入睡以后，先出现慢波睡眠，慢波睡眠约持续80~120分钟，继而出现快波睡眠，快波睡眠约持续20~30分钟后又出现慢波睡眠。一般说来，一夜之间这两种睡眠时相互交替出现4~5次。
慢波睡眠时表现为: 肌张力降低，代谢降低，体温下降，出现周期性呼吸与外界联系中断，各种感觉阈提高。慢波睡眠的生理意义在于:可以防止因脑细胞兴奋过久而造成的衰弱，可以补充清醒时所消耗的物质。
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快波睡眠时表现为: 肌张力更为降低，脑血流量增加，肌肉抽动，心跳加快，呼吸不规则，眼球转动并出现梦境。快波睡眠的生理意义在于:贮存、巩固记忆，恢复智力。
2 学习记忆
2.1 学习记忆的定义
从生理学的角度看，学习“是个体通过与环境的接触来改变自己的行为”的过程。其本质是将有关信息通过感觉器官向脑中输入，在脑中贮存、加工，然后将贮存的信息向外提取。记忆则是脑神经细胞将获得的知识进行储存和读取的高级生理功能。从两者的关系来看，学习是记忆的前提，记忆是新学习的基础。
2.2 学习记忆的形成机制
2.2.1 关于学习记忆的普遍观点
对于学习记忆的产生机制，目前普遍有两种不同的认识。一种是用条件反射的理论去研究和解释的。过对某一事件的不断强化，加强印象，获得新信息。获得新信息后，突触在处理信息中起着决定性作用，因为它是控制传递信息有利部位，它决定了信号在神经系统内的传布方向，突触对信号还有选择的作用，它可以阻断弱信号的通过，而使强信号通过，转变成记忆。
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另一种理论认为，学习之后，留在脑中的事件是分散在脑的各个部分的大量神经元活动的代表系统的建立。这些神经元曾经在学习的过程中共同受到过一定的时间和空间特性刺激影响，在这些部位中神经元放电的模式代表着学习的事件。如果以后有同样的刺激出现，或旧于其他影响(如联想作用)，可以引起这些神经元的同样模式一致活动，这就是学习记忆。
2.2.2 诺贝尔奖获得者对记忆的解释
卡尔松、格林加尔和坎德尔三位科学家因为发现神经元之间特殊的信号传导形式而获得了2000年诺贝尔生理学或医学奖。其中，坎德尔利用海兔作为实验对象，研究记忆的神经机制，在揭示记忆之谜的研究中又迈出了一大步。
海兔是一种生活在海洋中的软体动物，当它的腮受到刺激时，神经系统会产生自动保护腮的反射作用。坎德尔认为反射性保护腮是一种学习和记忆的过程，且与突触和神经递质有关。在感觉神经与肌肉相连的突触上神经递质释放得越多，海兔的学习和记忆保护(反射性保护腮)能力就越强。
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2.3 记忆障碍
记忆障碍是指学习所获得的信息在储存、编码和读出中的任一环节发生故障或者紊乱所致的记忆的量与质方面的改变。临床上把记忆障碍分成两大类,即顺行性遗忘症(anterograde amnesia)和逆行性遗忘症(retrograde amnesia)。
凡不能在储存新近获得的信息的称为顺行性遗忘症。患者对于一个新的感觉性信息虽能做出合适的反应，但只限于该刺激出现时，一旦该刺激物消失，患者在数秒内即失去作出正确反应的能力。所以患者易忘近事而远的记忆仍存在。一般认为，这种障碍与海马及其环路的功能损坏有关。
凡正常脑功能发生障碍之前的一段时期内的记忆均已丧失的，称为逆行性遗忘症。患者不能回忆起紧邻着本症发生前一段时间的经历，既不能从长期储存的记忆中回忆起过去的经历，尽管这些记忆还保存着。
3 睡眠与学习记忆
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3.1 睡眠影响学习记忆的机制
大量数据分析发现，睡眠在学习记忆中起关键作用。学习后接着一段时间的睡眠记忆储存比接着一段时间的清醒更好。进一步的研究提示更好的记忆保留是因为: ①睡眠中减少记忆干扰;②记忆痕迹衰减变慢;③睡眠中存在对记忆的固化处理过程。④神经调节从胺能转变为胆碱能；⑤参与定和记忆的背外侧额叶皮层(DLPFC)中活性降低和前扣带回皮层和杏仁体中活性升高；⑥从海马区到神经皮层流出的信息减少。
Smith综合动物实验表明，在程序训练后的那段时期，大鼠表现为快波睡眠次数增加，剥夺快波睡眠可导致记忆力退[6]。另有研究发现，大鼠睡眠时，一种细胞激活素的基因在大脑中活性提高，能改善突触传递，增强对获取的信息进行处理和加工、形成记忆的能力。
3.2 睡眠剥夺与学习记忆
3.2.1 快波睡眠剥夺与学习记忆
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海马是记忆形成的核心结构，海马内新信息的传递增强可能是记忆编码的基础，主要反映在同步记录的脑电图节律性慢波θ波上，而原有的背景神经联系则往往反映在θ波之外。有证据表明，快波睡眠剥夺可使海马θ波丢失，记忆受损。在动物已发现了类似θ波的特征性的脑桥—膝—枕波。
3.2.2 慢波睡眠剥夺与学习记忆
实验数据显示，对大鼠进行慢波睡眠剥夺或完全睡眠剥夺，可导致大鼠记忆力下降。慢波睡眠剥夺能明显破坏参照记忆(reference memory)，长期的慢波睡眠剥夺对空间记忆及参照性空间记忆也有明显的影响，原因可能为慢波睡眠影响正在衰减的非适应性记忆痕迹的加工，经过慢波睡眠加工后保持下来的记忆痕迹在紧接着的快波睡眠中得到更好的排列和重新存储，但其具体机制仍在研究当中。
综上所述，睡眠可以消除疲劳、恢复脑力，尤其对青春期前的生长发育和智力增长有密切关系。作为医务工作者，我们应尽己之责，扩大睡眠的积极影响。我认为可以从以下方面开展：①围绕睡眠、学习记忆问题研究的必要性进行系统的课题论证调查;②组织力量有计划、有步骤、有选择地开展具体课题论证和研究。诸如，睡眠剥夺与脑力作业能力及脑疲劳;最低睡眠需要量;小睡的利用; 速效、短效、后遗效应小的催眠药以及不良反应;(3)编写睡眠卫生保障指南。, 百拇医药(夏 曦 潘广仙)