睡眠可以强化哪些方面的记忆？为什么经常有一觉醒来忘记前夜新学知识的体验？ OWWTRL 这个问题也很大，不能很确定的说哪些方面的记忆，一方面，神经科学研究对记忆的分类并不是我们日常想的那样，已知睡眠对『陈述性记忆』是有益的，wiki 说『陈述性记忆指的是能够明确想起某个事件或事实的一种记忆』，这里包括的内容非常多，比如你说的知识点记忆，另一方面，研究睡眠和记忆的关系很多是从睡眠剥夺的影响着手，未必符合题干中睡眠强化记忆的思路。 大概的说，慢波睡眠期（Slow-wave sleep）陈述性记忆（Declarative memory）得到增强，快速眼动睡眠期（Rapid eye movement sleep）程序记忆（内隐记忆，Implicit memory）得到增强。对于术语有兴趣可以点开其中的英文 wiki 链接） 在回答问题之前，首先还是要对睡眠和记忆这两个非常复杂的背景有点了解，包括若干的术语简介。 1 监测睡眠的办法 多导睡眠描记法（PSG），可以监测睡眠时间、睡眠效率、清醒以及各种身体功能包括大脑活动（通过 EEG 监测）、眼动（EOG）、肌肉运动（EMG）、心率（ECG）等。 腕动计（Actigraphy），非侵入式测量，只能记录运动。 2 睡眠周期 之前在『达芬奇睡眠，真的那么神奇吗？ - OWWTRL 的回答』有关于睡眠周期的介绍： 根据脑电波、眼动、以及 EMG 记录骨骼肌活动可以将睡眠分成几个阶段，一个睡眠周期大概在 90 分钟。一般来说，哺乳动物的睡眠可以分为快速眼动睡眠期（REM）和非快速眼动睡眠期（NREM）两大类，随着夜间睡眠周期的重复，REM 的时间会变长，而 NREM 也可以细分成 N1, N2, N3，其中 N3 也称为 Delta sleep or Slow-wave sleep（SWS），一个完整睡眠周期是 N1 - N2 - N3 - N2 - REM。[1] 下图是一个简单的睡眠周期示意图，红色的部分（Stage 1）代表快速眼动睡眠。 3 和记忆相关的术语 稳定 vs. 增强 稳定是指记忆在大脑中建立了一个弱的连接，白天也会发生；增强是指通过排练，连接得到强化，和其他相关记忆关联的过程，使「回想」更有效率，一般只有在夜间睡眠时发生。[2] 睡眠中的大脑活动可以分成两种：使用相关和经历相关。使用相关的大脑活动是指在睡眠之前清醒时的大脑活动，不管你有没有学习新东西都不会改变这种大脑活动。而经历相关的大脑活动可能是由于你在新环境、学习新知识等，这一部分大脑活动有助于记忆的巩固和增强（这对设计实验非常重要）。[3] 巩固 就是将开始不稳定的记忆，更加有效、稳定编码，使其不易于受干扰，这个过程是大脑各个层面自动发生的，睡眠也参与协助这一过程。[4] 再巩固 已经巩固的记忆进行回想 / 检索，可能受到之后接受信息的影响。[5] 4 衡量记忆的方法 行为衡量 这里包括了很多和记忆相关的经典任务模型，比如让你看一些图片或者文字，再进行识别 / 认错，大概就是这类。 神经影像衡量 可以监测到大脑各种信息，比如使用功能成像可以观察代谢，包括 PET，fMRI 等。 陈述性记忆 陈述性记忆也叫外显记忆，具体可以分为语义记忆和情节记忆。这里有大量关于睡眠剥夺对于临时记忆和学习的影响的研究，既然不符合题干，我就略过吧。 需要指出的是，在经过隐学习（implicit learning，无意识的学习）后，慢波睡眠活动增加了 25%，而这一阶段的睡眠助于提升学习表现（如下图）。[6] 程序记忆 程序记忆也叫内隐记忆，是无意识地从之前日常生活场景经历中获得的记忆，包括学习自行车、打字、游泳、唱歌等等，一旦内化非常持久。同上，大量关于睡眠剥夺的研究在此处不赘述。 在训练后的快速眼动睡眠期给小鼠中脑网状结构一个轻微电刺激可以有助其在走迷宫试验中表现更好。[7] 最后还是放一个结论吧，慢波睡眠期陈述性记忆得到增强，快速眼动睡眠期程序记忆得到增强。 Relevant Readings [1] Mowzoon, N et al. "Neurology of Sleep Disorders." Neurology Board Review: An Illustrated Guide. 2007;720-722. [2] Walker, Matthew P., and Robert Stickgold. "Sleep, memory and plasticity." Neuroscience and Psychoanalysis 1 (2014): 93. [3] Maquet, Pierre. "The role of sleep in learning and memory." Science294.5544 (2001): 1048-1052. [4] Walker, M. P., et al. "Sleep-dependent motor memory plasticity in the human brain." Neuroscience 133.4 (2005): 911-917. [5] Stickgold, Robert, and Matthew P. Walker. "Sleep-dependent memory consolidation and reconsolidation." Sleep medicine 8.4 (2007): 331-343. [6] Huber, Reto, et al. "Local sleep and learning." Nature430.6995 (2004): 78-81. [7] Hennevin, Elizabeth, Bernard Hars, and Vincent Bloch. "Improvement of learning by mesencephalic reticular stimulation during postlearning paradoxical sleep." Behavioral and neural biology 51.3 (1989): 291-306. 查看知乎原文
