学習におけるREMと非REM睡眠の役割

新しい研究は、どの睡眠段階が学習に最も重要であるかを評価します：REMまたは非REM。新しい研究では、調査官は2つのメカニズムに注目しました。睡眠は、人々がスヌーズしている間にスキルを強化することによって学習を改善しますか、または睡眠の利点は、彼らがそれらを忘れないように脳のスキルを強化することから生じますか？

ブラウン大学の視覚学習に関する研究によると、答えは「上記すべて」です。

ブラウンの認知、言語、心理学（研究）の教授である対応する著者の佐々木由香は、「睡眠は体と心の多くのプロセスに適していますが、論争は睡眠がいかによいかでした」と述べています。

「ノンレム睡眠とレム睡眠は異なる寄与をしますか、それとも睡眠段階は問題ではありませんか？視覚知覚学習におけるノンレム睡眠とレム睡眠の役割の違いを明確に示しているので、私たちは1つの答えがあると思います。」

この研究では、若者は2つの異なるタスク（1つは就寝前ともう1つは就寝前）で、テクスチャ背景の文字と一連の線の向きを識別するように訓練されました。 2つのタスクの間に、研究者は参加者が寝ている間に脳波を分析しました。彼らはまた、脳内の2つの異なる化学物質の濃度を同時に測定しました。グルタミン酸と呼ばれる興奮性神経伝達物質と、γ-アミノ酪酸と呼ばれる抑制性神経伝達物質です。

別に、研究者は視覚学習タスクに参加しなかった人々に対して同じ分析を行いました。

脳内のこれら2つの化学物質の比率を測定することにより（興奮/抑制（E / I）バランスと呼ばれます）、科学者は特定の脳領域の状態についての手がかりを収集できます。

脳領域のE / Iバランスが高い場合など、ニューロンが活発に新しい接続を形成している場合があります。これは、脳領域に高度の可塑性があることを意味します。

逆に、脳領域のE / Iバランスが低い場合、安定した状態と言われています。安定化中に、それほど重要ではない神経接続が取り除かれ、それによって残っている接続の効率と回復力が向上します。可塑性と安定化の両方が学習プロセスに不可欠です。通常、可塑性はパフォーマンスの向上につながり、安定化は新しい学習が将来の学習によって上書きまたは妨害されるのを防ぎます。

この新しい研究は、 自然神経科学、発見された可塑性と安定化は、睡眠のさまざまな段階で発生します。

非REM（NREM）睡眠中、参加者の脳の視覚領域は、可塑性の増加を示唆するE / Iバランスを示しました。パターンは、視覚学習タスクに参加しなかった参加者の間でも発見されました。つまり、学習がない場合でもパターンが発生します。

ただし、ノンレム睡眠中に可塑性が高まるというメリットを享受するには、REMステージが必要であるようです。 REM睡眠中、参加者の脳内の化学物質濃度は、視域が安定したことを示していました。

調査官は、このプロセスが視覚学習タスクに参加した参加者のみで発生したことを発見しました。これは、可塑性とは対照的に、睡眠中の安定化は学習の存在下でのみ発生することを示唆しています。

NREM睡眠のみを受けた参加者は、おそらく新しい睡眠後タスクが睡眠前タスクの学習を妨げたため、パフォーマンスの向上は見られませんでした。逆に、NREMとREMの両方の睡眠を経験した人は、睡眠前と睡眠後の両方のタスクでパフォーマンスが大幅に向上しました。

「これが、ノンレム睡眠とレム睡眠の両方が学習にとって重要であることを人々が理解するのに役立つことを願っています」と佐々木氏は語った。 「人々が夜寝るとき、多くの睡眠サイクルがあります。 REM睡眠は少なくとも3、4、5回、特に夜遅くに現れます。もっとしっかりと覚えられるように、レム睡眠をたくさんしたいので、睡眠を短くすべきではありません。」

今後、佐々木と彼女の同僚は、彼らの発見が他のタイプの学習に一般化できるかどうかを見たいと思っています。彼らはまた、この研究を、視覚知覚学習および報酬に関する過去の研究と組み合わせたいと考えています。

「以前は、報酬が睡眠を通じて視覚学習を強化することを示したので、それがどのように機能するかを理解したいのです」と彼女は言った。 「それは野心的なことですが、この研究を他のタイプの学習に拡大して、よりよく覚えて、より良い運動学習、視覚的スキル、および創造性を開発することができるかもしれません。」

出典：ブラウン大学