新的研究表明,休假的休息时间可能有助于我们的大脑学习新技能

休息,重播和技能学习

在对健康志愿者的研究中,NIH研究人员发现,我们的大脑可能会在休息时重播学习新技能的压缩记忆。以上是研究中观察到的记忆重播活动的地图。信贷:由科恩实验室,NIH / Ninds提供

NIH科学家发现休息的大脑反复重放刚刚实践的压缩记忆。

在一项关于健康志愿者的研究中,国家卫生研究院研究人员已经绘制了在学习新技能时流动的大脑活动,例如在钢琴上演奏一首新歌,并发现为什么要从实践中短暂休息是学习的关键。研究人员发现,在休息期间,在他们练习键入代码时,志愿者的大脑迅速迅速,重复重播更快的活动。志愿者再次重播活动越好,他们在后续练习会上越好,建议休息加强的回忆。

“我们的结果支持了醒目的休息在学习新技能方面的重要角色的重要作用。It appears to be the period when our brains compress and consolidate memories of what we just practiced,” said Leonardo G. Cohen, M.D., senior investigator at the NIH’s National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) and the senior author of the study published in细胞报告。“了解神经重播的这一角色可能不仅可以帮助塑造我们如何学习新技能,还可以帮助患者恢复患者后神经损伤后的技能。”

该研究在NIH临床中心进行。科恩的团队博士使用了一种高度敏感的扫描技术,称为磁性脑图,以记录33个健康,右手志愿者的脑波,因为他们学会了用左手键入五位测试代码。受试者坐在椅子上,扫描仪的长锥形帽下。当一个主题在屏幕上显示代码“41234”时,一个实验开始,并要求在10秒内键入尽可能多的时间,然后休息10秒钟。要求受试者重复这种交替练习的循环,并且总共休息一下35次。

休息学习新技能

在对健康志愿者的研究中,NIH研究人员发现,早期和经常休假,可能有助于我们的大脑学习新技能。信贷:由科恩实验室,NIH / Ninds提供

在前几次试验中,受试者正确键入代码的速度显着地改进,然后在第11周期周围升级。在以前的一项研究中,由前NIH博士后的MarleneBönstrup,M.D.,Cohen博士团队表明,大多数这些收益在短暂的休息期间发生了,而不是当受试者打字时。此外,收益大于在夜间睡眠后制作的增益,并与脑波大小的减少相关,称为β节奏。在这份新报告中,研究人员在受试者的脑波中寻找不同的东西。

“我们希望探索在清醒休息期间看到的内存加强背后的机制。Several forms of memory appear to rely on the replaying of neural activity, so we decided to test this idea out for procedural skill learning,” said Ethan R. Buch, Ph.D., a staff scientist on Dr. Cohen’s team and leader of the study.

为此,Leonardo Claudino,Ph.D.是Cohen的实验室博士的前博士后研究员,帮助Buch博士开发了一个计算机程序,该计算机程序允许团队解密与在测试代码中键入每个数字相关联的大脑波浪活动。

该计划帮助他们发现,在休息期间重放键入期间,在键入期间看到的大脑活动的速度更快的速度更快 - 大约20倍。在第一个十一实践试验的过程中,这些压缩版本的活动被重复了多次 - 每次休息时间约为25次。这比在后来休息时期或实验结束后的活动往往是两到三倍。

有趣的是,他们发现静止预测存储器期间重放的频率。换句话说,大脑重播的受试者在每次试验后更常常在每次试验后更大的跳跃在每次试验之后的性能更加繁琐。

“在学习曲线的早期部分期间,我们看到醒来的休息重播在时间,频繁和良好的预测因素中学习了个体的新技能,”Buch博士说。“这表明在休息期间,大脑在学习新技能所需的记忆中结合在一起。”

正如预期的那样,该团队发现,大脑的传感器区域经常发生重播活动,这负责控制运动。然而,他们还在其他脑区中看到了活动,即海马和敌人的皮质。

“我们对这些最后结果感到惊讶。传统上,据认为,海马和兴奋线皮质可能在程序记忆中不起这种实质性作用。相比之下,我们的结果表明,在学习这些类型的技能时,这些区域正在迅速喋喋不休地喋喋不休地喋喋不休地喋喋不休。“科恩博士说。“总的来说,我们的结果支持唤醒期间操纵重放活动的想法可能是研究人员可以使用的强大工具,帮助个人更快地学习新技能,并且可能促进中风的康复。”

参考:“将人体技能联系到醒来的海马 - 新奇replay”,由Ethan R. Buch,Leonardo Claudino,Romain Quentin,MarleneBönstrup和Leonardo G.Cohen,2021年8月8日,细胞报告
DOI:10.1016 / J.CELREP.2021.109193

该研究得到了NINDS的NIH Intramural Research计划的支持。

是国家对大脑和神经系统研究的领先资助。Ninds的使命是寻求关于大脑和神经系统的基本知识,并利用该知识来减少神经疾病的负担。

关于国家卫生研究院(NIH):NIH,该研究机构NIH包括27个机构和中心,是美国卫生和人类服务部的一部分。NIH是主要联邦机构进行基础,临床和翻译医学研究,并正在研究常见和罕见疾病的原因,治疗和治疗。

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