睡眠时我们的大脑在做什么？新的研究发现：大脑在睡着后会减弱神经细胞之间的连结。这么做显然是为了节省能源，吊诡的是，这么做也帮助了记忆。
睡眠时我们的大脑在做什么？新的研究发现：大脑在睡着后会减弱神经细胞之间的连结。这么做显然是为了节省能源，吊诡的是，这么做也帮助了记忆。
重点提要
- 由于所有的动物都要睡觉，因此睡眠必定提供了某些生存必需的功能。
- 证据显示，睡眠会减弱神经元之间的连结，这令人惊讶，因为清醒时神经连结的强化有助于学习与记忆。
- 但是经由弱化突触，睡眠可能防止脑细胞不会因为每日的经验而超载，也不会消耗过量的能量。
每天晚上我们躺下睡着后，眼睛闭着、感官迟钝、身体几乎麻痺，但脑子却在卖力工作。睡梦时神经细胞的放电频率几乎与清醒时一样高，所花费的能量也约莫相当，我们不免要问：在这段理当属于休息之际，脑子依然活动不断，理由何在？为什么当脑子还在不断唠叨时，意识心灵却与外在环境完全脱离？
休息时脑中的活动，显然执行着某些必要的功能；第一个支持该重要性的证据，是睡眠的普遍性：所有动物都会睡觉，虽说失去知觉及反应会大幅增加牠们成为其他动物餐点的可能性。10来年前，作者与其他研究人员已然证实：鸟会睡觉、蜜蜂也会，海蜥蜴及蟑螂都会，甚至连果蝇也会。
再者，生物还演化出好些特殊的适应方式来睡眠；譬如海豚及其他海生哺乳类必须不时浮出水面呼吸，因此牠们的左右大脑半球会轮流关闭：一边在睡觉，另一边则保持清醒。
一如许多科学家与非科学家，长久以来我俩就好奇睡眠究竟提供了什么好处，以至于对生物来说不可或缺。早在20多年前我们在义大利比萨市圣安娜高等研究院共事时，就怀疑脑子在睡眠当中的活动，可能让一天下来脑中几十亿个遭到改变的神经连结恢复到某个基准点。根据这种想法，睡眠是让人在一生当中，保留脑中线路形成新记忆的能力，而不至于超载，或是把更早的记忆消除了。
同时，我们对于动物在睡眠时必须与外界环境完全隔离这件事，也有一些想法。对我们来说，脑子为了取得整合新旧记忆的机会，必须中断对当下时空的意识经验，而睡眠就提供了这样的暂时休息。
对研究睡眠在学习与记忆中扮演角色的神经科学家同行来说，我们的假说是有争议的；因为我们认为睡眠当中兴奋的神经元会减弱其连结，好回到基准线，而传统的想法却相反：一般认为大脑在睡眠当中的活性「加强」了参与新记忆储存的神经连结。经由许多年来从果蝇到人的广泛研究，结果支持了我们的想法。
睡眠强化记忆
最早有科学家提出睡眠对记忆很重要，已是接近一世纪以前的事。从那之后，有许多实验显示新近成形的记忆在一夜安眠甚或小寐片刻后，会比在同时间内保持清醒「固定」得更好。这种方式对宣示型记忆以及程序型记忆来说，都一样有效；前者指的是对连续字串以及图像与地点的连结，后者则是像弹奏乐器所需的认知与运动技能。
睡眠有助记忆的证据，引导科学家去寻求大脑在夜晚复习新近学习材料的迹象，他们也找到了。20年来先以齧齿动物、接着以人为对象所做的实验，显示睡眠时的神经活动型式与受试者于清醒时的记录，确实有相似之处。例如学习走迷宫的大鼠，脑中位于海马回的某些神经元会出现特定的放电序列；该动物在接下来的睡眠中，也会重复出现这种放电序列现象，其频率要比随机出现高。