人类大脑回放新记忆的速度是清醒休息时的20倍
根据6月8日发表在该杂志上的一项研究，清醒休息时的神经回放可能有助于人类对动作序列的记忆巩固细胞的报道．大脑成像结果显示，代表人们正在学习的行为序列的神经网络快速、重复地重新激活——大约是新记忆速度的20倍——尤其是在他们练习休息时。
美国国立卫生研究院下属的国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的高级研究作者莱昂纳多·g·科恩说:“这是首次证明人类通过练习获得的一项新技能在清醒状态下的神经回放。”“这项研究也首次表明，清醒回放预示着技能的快速巩固，这是导致早期学习．"
当学习一项新技能时，记忆的巩固当频繁的休息和练习穿插在一起时，成绩就会提高。这种现象被称为间隔效应，已经在各种任务中得到证实。清醒巩固发生在几秒钟或几分钟内，其强度大约是传统研究中需要睡眠的夜间巩固的四倍。
但目前还不清楚大脑在清醒休息时，将离散的动作表现绑定为统一的、时间精确的技能。一种可能的机制是神经重播——在休息期间，代表行为序列的神经活动模式在时间上被压缩再激活。NINDS的第一作者Ethan R. Buch说:“清醒时的回放，通过离线复述之前的练习，有可能促进清醒时技能的巩固——这个问题还没有在人类或动物模型中进行过研究。”
为了验证这一想法，研究人员使用了一种叫做脑磁图(MEG)的大脑成像技术。30名受试者在36次10秒的测试中，在10秒的休息时间中，尽可能快速准确地在键盘上重复输入“41324”。脑磁图数据显示，在清醒休息期间，神经系统会回放按键序列。
神经回放只持续了50毫秒——比实际行为快20倍。与训练前或训练后的休息时间相比，在两次训练之间的休息时间，这些回放事件的频率大约是三倍。此外，在前11次试验中，回放的频率更高，与后11次试验相比，受试者的学习速度更快。此外，更强的技能巩固与更频繁的重玩事件在休息时间之间的练习。
神经重放唤起了包括海马、感觉运动和内嗅区在内的大脑网络。“考虑到这种类型的记忆通常被认为不需要海马体的参与，海马和中期活动在程序运动记忆的重播中的强烈参与是令人惊讶的，”Buch说。“总的来说，我们的数据表明，频繁、快速的清醒回放强化了在之前练习中学习到的海马体和新皮层的联系，这一过程与提高随后的表现和清醒时技能的巩固有关。”
下一步，研究人员计划使用非侵入性大脑刺激来测试清醒回放是否在早期技能学习中起因果作用，并确定快速巩固是否支持其他类型的记忆。科恩说:“最后，了解清醒回放对技能学习很重要的特征，可以优化治疗计划或识别更好的大脑刺激策略，旨在提高中风等脑损伤后的康复效果。”
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