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睡一觉就能背爱伦·坡的诗?科学家相信声音和气味“标签”的魔力

​“放牛班的秘密花园”原创出品

作者:SADIE WITKOWSKI    译者:windsino

《睡一觉就能背爱伦·坡的诗?科学家相信声音和气味“标签”的魔力》

作为伦敦著名的蛇形画廊“The Maybe”艺术展的一部分,电影《奥兰多》主演Tilda Swinton睡在玻璃箱里。

我的母亲是五兄妹中的一个,关于她们兄弟姐妹的儿时趣事,她总有讲不完的故事。其中最令我乐此不疲的,当属我的“怪蜀黍”多西叔叔和他儿时的科学探索。在我妈妈八岁左右时,她哥哥每晚都会在她床底下塞进一台磁带录音机,播放由爱伦·坡(Edgar Allan Poe)1845年所写的诗歌《乌鸦》(TheRaven)。夜复一夜,他反复播放这盘磁带,试图试验一下,这样磨耳朵会不会让她自然就能背诵这首诗。照母亲的说法,每次录音刚开始播放她就醒了。当然,她还是能背诵开头几行诗,但只是因为她每晚都被这首诗吵醒。

 【译者注:爱伦·坡,美国著名诗人、小说家和文学批评家,“推理小说”的公认鼻祖。】

我叔叔从未想过要让我妈妈边睡觉边学习,但事实证明,他的有些想法或许没那么离谱。尽管“睡眠学习”(sleep-learning)(又称“睡眠教学”(hypnopaedia))后来被证明是错误的,在我实验室和其他许多实验室里,神经科学家正致力于探索新的途径,在睡眠过程中利用声音提示这类刺激来增强记忆。

 

《睡一觉就能背爱伦·坡的诗?科学家相信声音和气味“标签”的魔力》

早期研究者犯了和多西叔叔一样的错误,以为我们能通过耳濡目染在睡眠中学会新东西,就像奥尔德斯·赫胥黎(AldousHuxley)1932年的著作《美丽新世界》(BraveNew World)中描述的那样。与这部反乌托邦小说所描述的一样,尝试这种“睡眠教学”的实验往往基于一个错误前提,即睡眠如同某种催眠状态。

二十世纪二十年代,一些研究者相信他们能教会受试者全新的信息,方法是在他们睡着时播放音频录音,发明家随即开始出售基于此灵感的设备。这就是《大人物》系列剧(1996)里“德克斯特实验室”的翻版。在这部剧集里,一位天才男孩儿试图利用一个笨重装置在睡眠时自学法语:结果根本没用。

 

直到二十世纪五十年代,研究者发现“睡眠教学”所宣称的效果跟睡眠没有一点儿关系。相反,其实这些新玩意儿还老把人吵醒。利用相对成熟的脑电图技术就能证明其谬误,后者通过紧贴头皮的电极记录脑部电信号。通过对受试者使用脑电图技术,研究者就能知道“睡眠教学”的实践者实际上是清醒的(我们仍在对其中的机制进行研究),而这差点儿终结了对作为认知工具的睡眠的研究。

50年后的今天,我们已经知道,在睡眠期间改变记忆是可能做到的,只是实现方式与我们此前的预期有所不同。

 

2007年,德国吕贝克大学神经科学家BjörnRasch及同事发表研究报告称,睡前学习东西时所闻到的气味可以被用来对睡眠中的大脑发出提示。就像玩儿连连看游戏一样,研究者告诉受试者物体在一个方格图案中的具体位置,与此同时让他们闻到玫瑰花的气味。接着,受试者在实验室里睡觉,待其进入深度睡眠(慢波睡眠)时,实验人员再次让他们闻到这种气味。之后,当他们醒来时,受试者往往更清楚地记得物体的具体位置。

只有受试者在学习过程中闻过玫瑰花的气味,并且在深度睡眠中再次闻到同样的气味,这才会奏效。如果他们只在清醒时或快速眼动睡眠(浅睡眠)期间闻到这个气味,那么这个提示就不会起任何作用。

 

《睡一觉就能背爱伦·坡的诗?科学家相信声音和气味“标签”的魔力》

实验结果似乎好得令人难以置信。我们真的可以在学习中给记忆贴上一个气味“标签”,然后在睡眠中说服大脑对此来个二次彩排?这篇原始论文发表后,有多项研究证实了该发现,甚至还出现了新的变种,比如利用声音提示而非气味。

 

我所任职的西北大学认知神经科学Paller实验室发表了多篇论文,证明了神经科学家能使一种声音关联一种物体,并重新激活它。比如你在玩儿“连连看”游戏,记住了猫在左下角,茶壶在右上角。现在,如果我们在深度睡眠(慢波睡眠)期间播放这些声音中的一种,比如“喵喵喵”,那么你对猫的位置就会比对茶壶的位置记得更清楚。别忘了,一开始你对两者的记忆程度是完全一样的,这表明睡眠提示优先帮助了猫。这种选择性激活特定记忆的能力被称为“靶向记忆激活”(TMR)。

之所以称其为“靶向记忆激活”,是因为我们相信,播放这类声音提示能重新激活睡前任务中关于物体位置的记忆。我的实验室认为,这种记忆回放能让大脑巩固其记忆描绘,由此增强记忆力。麻省理工学院脑科学家DanielBendor和Matthew Wilson用老鼠做实验。在发出与老鼠之前记忆相关联的声音提示时,他们准确捕捉到了这种意料中的回放。

《睡一觉就能背爱伦·坡的诗?科学家相信声音和气味“标签”的魔力》

《睡着的吉普赛人》, Henri Rousseau

眼下神经科学家正开始将“靶向记忆激活”投入应用。我的研究小组最近进行的一项研究与视频游戏“吉他英雄”非常相似,玩家像音乐家一样占据中央舞台。那时还在读研究生的普林斯顿大学博士后JamesAntony让受试者用键盘学习两首歌。歌都由四个音符组成,像不断掉落的圆圈,跟真实游戏很像。等两首歌都记得差不多了,受试者会打个盹儿,然后Antony在两首歌中选一首对他们进行声音提示。睡完觉后受试者将再次接受测试,结果显示,他们在睡眠期间接受提示的那首歌的记忆明显更清楚。想想吧,这样一来,你学习一件新乐器或一首新歌的速度得多快啊!而你只需在睡梦中提醒自己大脑睡前学过的东西。

 

尽管某个衍生性研究已经浮出水面,我们对“靶向记忆激活”或睡眠提示的边界基本上仍一无所知。

在2017年的一篇论文里,我实验室的博士后研究者LauraBaterink及其同事发现,“靶向记忆激活”提示与快速眼动睡眠(浅睡眠)相结合,增强了在午睡期间经过记忆提示的单词记忆力。这项研究似乎表明,快速眼动睡眠(浅睡眠)有利于把经过提示的记忆整合进睡前的记忆网络中。

《睡一觉就能背爱伦·坡的诗?科学家相信声音和气味“标签”的魔力》

有一些尚待解决的问题我们还没有提到,包括:这对外语学习(比方说语法学习)是否管用,还是只对学习外语词汇奏效?能用它来帮助老年人维持记忆功能么?重新激活某些记忆是否意味着更快地抹掉其它记忆?

 

我个人感兴趣的是,这些重新激活的记忆会如何随着这些提示而发生变化。我手头上的课题致力于研究的是:记忆提示会涵盖整个记忆的全部细节呢,还是只巩固记忆要点,舍弃外部细节。或者,“靶向记忆激活”可能会促进全面记忆巩固,而未接受提示的记忆则要花更多功夫去巩固。

我们的预感和新课题告诉我们,这些问题会一直不断出现。但在破译睡眠中的大脑这个领域,我们仍处在未知地带。对这项耗费我们一生三分之一时间的活动来说,问题远多于答案。奇怪的多西叔叔和他的艾伦·坡磁带,也许正预见了未来的睡眠研究。

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