梦晨 发自 凹非寺量子位 | 公众号 QbitAI
睡前随便看了几页书或几个单词，一觉醒来发现居然印象很深刻。
不知道你是否有过类似经历？
科学家们一直都想好好研究一下这个现象，但此前一直受到技术条件限制，难以在夜间采集人类脑内较弱的神经活动信号。
随着最近脑机接口数据无线传输技术的发展，机会终于来了。
在志愿者参与的实验中，研究人员首次获得了睡眠中人类大脑运动皮层“重放”白天活动的直接证据。
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论文一作、哈佛医学院的Daniel Rubin表示：
我们的发现非常不可思议，他(志愿者)基本上是在睡觉时自动练习了一整夜。
1斤的4倍是4斤。一斤的4倍是4斤倍数关系直接是底数与倍数相乘这个问题里，1斤是底数，倍数是4，所以是4斤。
相关论文已发表在神经科学领域知名期刊The Journal of Neuroscience上。
大脑在你睡觉时加速学习
这位志愿者代号T11，不幸因脊髓损伤而四肢瘫痪。
在这次实验中，T11白天需要玩一个简单的电子游戏：
先观察彩色区域亮起的顺序，稍后根据回忆控制光标按顺序移动。
这是脑机接口研究中的一个经典任务，其中的神经活动的模式比较容易捕捉和识别，此前也多次出现在相关研究中。
连续十天，T11需要在下午13:45-16:00做训练，晚上23点睡到第二天早上9点。
在训练时，脑机接口可以实时解码并记录他大脑运动皮层的神经活动。
T11并未被告知这个实验的具体内容，只当是像往常一样做恢复训练，晚上像往常一样入睡。
但在这十天里，研究人员把他睡觉时脑机接口记录的数据与白天的数据做比对。
用卡尔曼滤波等手段处理数据后发现，夜间神经元会以比预期更高的频率间隔重放白天的训练内容。
T11睡眠时神经元的放电模式与白天训练时高度吻合，甚至有几次是完全一致的。
△凌晨0:50开始的数据以及可视化演示
这种现象学名叫做离线重放 （offline replay），此前已在小鼠和人类白天休息时得到验证。
而人类睡眠过程中的重放还是首次被观测到。
并且数据显示，夜间重放的速度要比白天时要快上1-4倍。
也就是说在你睡大觉的时候，你的脑子不光在自动学习白天学到的内容，还是加速学习。
而这一切你自己却完全不知情。
任务越难，大脑越活跃
之前也有一系列研究，分别验证了小鼠睡眠中海马体和新皮层的神经活动可以练习走迷宫。
1的4倍就是1×
以及人类白天休息时类似的离线重放现象等。
将这些发现与实验结果结合后，研究人员提出一种观点：
除此之外，这项研究还验证了之前的几个重要发现：
第二，重放活动与海马体引起的尖波涟漪（Sharp Wave Ripple）高度相关。
尖波涟漪是神经元同步活动的快速爆发，会形成一种高频震荡。
就是用乘法 1*4=4 一的四倍是4。
△重放与尖波涟漪的关系
第三，白天练习的任务越难，睡觉时重放活动越强烈。
在未来计划中，BrainGate联盟的研究团队打算系统性地改变任务难度，进行更深入的研究。
One More Thing
既然深度睡眠阶段大脑在巩固记忆，那么在快速眼动期（也就是做梦最多的那个阶段），大脑又在做什么？
此前Science上一篇论文解释了这一点。
快速眼动期，海马体中负责分泌黑色素聚集激素的MCH神经元会帮助大脑主动遗忘不重要的信息。
由于做梦主要发生快速眼动期，此时MCH神经元活跃，这也是为什么梦的内容醒来后会被忘记的原因之一。
那么，你是否有过一觉醒来，把前一天看过的内容都记住了这种经历呢？
论文地址：
— 完 —
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