有没有这种经历:熬夜之后,次日记忆力明显下降,刚说过的话转头就忘,学过的东西怎么也记不住。很多人觉得这是因为没睡好、精神差,补一觉就好了。但实际上,熬夜对记忆力的影响,比我们想象的要复杂得多。今天就从神经科学的角度,聊聊睡眠与记忆的关系。
记忆的形成:不是一次性完成的
在聊睡眠与记忆之前,先了解一下记忆是怎么形成的。记忆的形成,不是一次性完成的,而是一个复杂的过程,分为几个阶段。首先是编码。我们接触到的信息,通过感官进入大脑,大脑对这些信息进行加工处理,形成神经信号。这个阶段就是编码。编码的效果,跟注意力、兴趣、情绪有关。
注意力集中、感兴趣、情绪激动的时候,编码效果好,记得牢。其次是巩固。编码之后的信息,还只是短期记忆,很容易遗忘。大脑需要对这些信息进行巩固,把短期记忆转化为长期记忆。巩固的过程,主要发生在睡眠中,特别是深度睡眠阶段。然后是存储。巩固之后的信息,存储在大脑的不同区域。
长期记忆的存储,跟大脑皮层的神经元连接有关。记忆越牢固,神经元之间的连接越强。最后是提取。需要的时候,大脑把存储的记忆提取出来。提取的效果,跟记忆的牢固程度、提取线索、情绪状态有关。了解了记忆的形成过程,我们就能理解睡眠为什么对记忆这么重要了。因为记忆巩固的过程,主要发生在睡眠中。
如果睡眠不足,记忆巩固就会受到影响,记忆力自然就下降了。
深度睡眠:记忆巩固的关键阶段
睡眠分为几个阶段:浅睡眠、深度睡眠(慢波睡眠)、快速眼动睡眠(REM睡眠)。不同的睡眠阶段,对记忆的作用不同。其中,深度睡眠是记忆巩固的关键阶段。深度睡眠的时候,大脑会产生一种叫做「慢波」的脑电波。这种慢波,像波浪一样,从大脑的前部向后部传播。
在慢波的作用下,大脑会把白天编码的短期记忆,从海马体转移到大脑皮层,进行长期存储。这个过程,就是记忆巩固。海马体是大脑中负责短期记忆的区域。我们白天接触到的信息,先存储在海马体里。但海马体的容量有限,不能长期存储大量信息。
深度睡眠的时候,大脑会把海马体里的信息,转移到大脑皮层进行长期存储,同时清空海马体,为次日的新信息腾出空间。研究发现,深度睡眠的时候,大脑还会重复白天的神经活动模式。比如,你白天学了一首钢琴曲,深度睡眠的时候,大脑中负责手指运动的区域,会重复白天弹琴时的神经活动模式。
这种重复,有助于巩固记忆。如果熬夜,深度睡眠时间减少,记忆巩固就会受到影响。白天学的东西,没有足够的时间进行巩固,就很难转化为长期记忆,很快就会遗忘。这就是为什么熬夜之后,记忆力会明显下降。
REM睡眠:与情绪记忆和程序性记忆有关
除了深度睡眠,快速眼动睡眠(REM睡眠)也对记忆有重要作用,特别是情绪记忆和程序性记忆。REM睡眠,顾名思义,就是睡眠中眼球快速运动的阶段。这个阶段,大脑的活动跟清醒时差不多,脑电波频率快、幅度小。我们大部分的梦,都发生在REM睡眠阶段。REM睡眠跟情绪记忆的巩固有关。
情绪记忆,就是跟情绪有关的记忆,比如恐惧、喜悦、悲伤的记忆。研究发现,REM睡眠的时候,大脑会处理和整合情绪记忆,降低情绪记忆的强度。这就是为什么「睡一觉,什么都想开了」,因为REM睡眠帮你处理了情绪记忆。REM睡眠还跟程序性记忆的巩固有关。
程序性记忆,就是关于「怎么做」的记忆,比如骑自行车、弹琴、打字。这些记忆,不需要刻意回忆,身体自动就会做。研究发现,REM睡眠有助于程序性记忆的巩固。学了新的技能之后,睡一觉,次日会发现做得更熟练了,这就是REM睡眠的作用。如果熬夜,REM睡眠时间也会减少。
因为REM睡眠主要发生在睡眠的后半段,特别是清晨。如果熬夜或者早起,REM睡眠时间就会被压缩。REM睡眠不足,情绪记忆和程序性记忆的巩固就会受到影响。这就是为什么熬夜之后,不仅记忆力下降,情绪也容易波动,学新技能也学得慢。因为REM睡眠不足,影响了情绪记忆和程序性记忆的巩固。
熬夜对大脑的其他影响
熬夜不仅影响记忆巩固,还会对大脑产生其他负面影响。首先,熬夜影响注意力。睡眠不足的时候,大脑的前额叶皮层活跃度降低,注意力难以集中,反应变慢。这就是为什么熬夜之后,工作效率低,容易出错。注意力不集中,编码效果就差,记得就不牢。其次,熬夜影响大脑的代谢。睡眠的时候,大脑会进行「排毒」。
研究发现,睡眠的时候,大脑中的类淋巴系统会活跃起来,把大脑代谢产生的废物,比如β-淀粉样蛋白,清除出去。β-淀粉样蛋白跟阿尔茨海默病有关,如果长期积累,可能增加患阿尔茨海默病的风险。熬夜的时候,大脑的排毒过程受到影响,废物积累,对大脑健康不利。此外,熬夜影响情绪。
睡眠不足的时候,大脑中的杏仁核(负责情绪的脑区)活跃度增加,而前额叶皮层(负责情绪控制的脑区)活跃度降低。这就导致情绪容易波动,易怒、焦虑、抑郁。这就是为什么熬夜之后,脾气变差,看什么都不顺眼。第四,熬夜影响学习能力。
睡眠不足的时候,大脑的可塑性降低,神经元之间的连接不容易形成,学习新东西就变慢。研究发现,睡眠不足的人,学习新任务的速度比睡眠充足的人慢40%左右。这些影响,加在一起,就导致熬夜之后,不仅记忆力下降,注意力、情绪、学习能力都会受到影响。长期熬夜,对大脑的健康损害更大。
补觉能恢复吗?
很多人熬夜之后,觉得补一觉就好了。但实际上,补觉并不能完全恢复熬夜对大脑的影响。短期熬夜,比如偶尔熬一次夜,补一觉之后,注意力、情绪这些基本能恢复。但记忆巩固的过程,错过了就错过了。你熬夜那天学的东西,因为没有足够的睡眠进行巩固,可能就永远记不住了,补觉也补不回来。
长期熬夜,比如长期睡眠不足,对大脑的影响更难恢复。研究发现,长期睡眠不足的人,即使之后补觉,大脑的认知功能也不能完全恢复到正常水平。特别是记忆力和注意力,恢复需要更长的时间。还有研究发现,长期睡眠不足,可能会增加患阿尔茨海默病的风险。
因为长期睡眠不足,大脑中的β-淀粉样蛋白积累,而β-淀粉样蛋白是阿尔茨海默病的标志性蛋白。虽然这还需要更多研究证实,但至少说明,长期睡眠不足对大脑健康有潜在风险。所以,不要觉得「年轻,熬熬夜没事,补一觉就好了」。熬夜对大脑的影响,有些是不可逆的。
特别是学习和记忆,错过了睡眠巩固的时间,就很难补回来了。如果实在需要熬夜,比如加班、赶项目,尽量在熬夜之后补一觉,同时注意补充营养、多喝水。但不要把熬夜当成常态,长期熬夜对身体和大脑的损害,是日积月累的。
如何提高睡眠质量,增强记忆力
既然睡眠对记忆这么重要,那怎么提高睡眠质量,增强记忆力呢?几个科学有效的方法。首先,保证充足的睡眠时间。成年人每天需要7-9小时的睡眠,青少年需要8-10小时,老年人需要6-8小时。尽量每天睡够7小时以上,不要长期睡眠不足。其次,保持规律的作息。
每天固定时间睡觉、固定时间起床,包括周末。规律的作息,能让生物钟稳定,睡眠质量更高。不要周末熬夜、周一早起,这样会打乱生物钟,影响睡眠质量。此外,睡前避免使用电子设备。手机、电脑、电视这些电子设备,发出的蓝光会抑制褪黑素的分泌,影响入睡。
睡前一小时,尽量不要使用电子设备,可以看看书、听听轻音乐、做做冥想,帮助入睡。第四,创造良好的睡眠环境。卧室保持安静、黑暗、凉爽。温度在18-22度比较适合睡眠。用遮光窗帘、耳塞、白噪音机,帮助创造良好的睡眠环境。床垫和枕头要舒适,不合适的床垫枕头会影响睡眠质量。
第五,睡前避免喝咖啡、浓茶、酒精。咖啡因的半衰期很长,下午喝的咖啡,晚上可能还在影响睡眠。酒精虽然能让人快速入睡,但会影响深度睡眠和REM睡眠,睡眠质量不高。睡前几小时,尽量不要喝这些东西。第六,适当运动。每天运动30分钟,有助于提高睡眠质量。
但睡前两小时不要剧烈运动,剧烈运动会让大脑兴奋,影响入睡。做到这些,睡眠质量提高了,记忆力自然就好了。特别是学习和工作压力大的时候,更要保证充足的睡眠,不要用熬夜来换学习时间,那样反而得不偿失。
回到最初的问题:为什么熬夜之后记忆力下降?因为记忆巩固的过程主要发生在睡眠中,特别是深度睡眠阶段。熬夜导致深度睡眠和REM睡眠时间减少,记忆巩固受到影响,白天学的东西很难转化为长期记忆。此外,熬夜还影响注意力、大脑代谢、情绪和学习能力,这些都会进一步影响记忆力。
补觉并不能完全恢复熬夜对记忆的影响,特别是错过的记忆巩固时间,是补不回来的。所以,不要用熬夜来换学习时间,保证充足的睡眠,才是提高记忆力的最好方法。从今天开始,早点睡吧。
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