新しい研究は睡眠が学習の改善にどのように役立つかを示しています

新しい研究は、眠っている間に脳で何が起こるかを説明するのに役立ち、運動学習を改善するのに役立ちます。

ブラウン大学の博士研究員で研究の筆頭著者である玉木雅子博士は、「運動記憶学習に関する記憶統合のメカニズムは、今のところまだはっきりしていません」と述べた。

「私たちは、覚醒時に何が起こっているかに関係なく、睡眠中に脳のどの部分が何をしているのかを把握しようとしていました。私たちは睡眠の特定の役割を理解しようとしていました。」

研究者たちは、3種類の脳スキャンを使用して、いくつかの脳波の変化と、連続する指タッピングタスクを学習した後に眠っている人々の脳活動の変化の正確な位置を正確に定量化できました。その仕事は、タイピングやピアノの演奏に似た一連のキーパンチでした。

マサチューセッツ総合病院で実施され、その後ブラウンで分析された実験の結果は、数時間の睡眠後に改善された速度と精度のボランティアが、補足の高速シグマとデルタ脳波振動の変化に「著しく」関連していたことを示しています運動野（SMA）、脳の上部中央にある領域。

研究者達によれば、SMAのこれらの脳波の変化は、「スローウェーブ」睡眠として知られている特定の睡眠段階の間に起こりました。

科学者は睡眠がこの研究で取り上げられた一連の指を叩く運動タスクを含む多くの種類の学習を改善することを示しましたが、対応する著者の佐々木由香博士によると、彼らはその理由や方法については確信がありませんでした。ブラウンの認知、言語、心理学科の研究助教授。

彼女は、学習を統合するための集中的な活動であるため、より多くのエネルギーを利用できるため、または気晴らしと新しい入力が少ないため、脳は睡眠の恩恵を受ける可能性があると彼女は述べた。

「睡眠は時間の無駄ではありません」と彼女は言った。

研究のために、研究チームは15人の被験者を募集しました。最初の3泊の間、9人は、正確なタイミングで振動を測定する脳磁図（MEG）と睡眠フェーズを追跡する睡眠ポリグラフ法の両方で脳がスキャンされている間、好みの就寝時刻で眠っていました。

この時までに、研究者たちは脳活動の良好なベースライン測定を行い、被験者は研究室で寝ることに慣れていると研究者たちは述べた。

4日目に、被験者は利き手ではない手で指を叩く課題を学びましたので、意図的に学ぶことはより困難でした。その後、彼らは3時間睡眠をとることを許され、PSGとMEGでスキャンされました。

その後、研究者たちはそれらを起こしました。 1時間後、彼らは被験者にタッピングタスクを実行するように要求しました。

他の6人の被験者のコントロールグループは、タスクを学習した後は眠りませんでしたが、4時間後に実行することも求められました。

研究者たちは、眠った被験者がそうでない被験者よりも速く正確に仕事をしたことを発見しました。

5日目に、研究者たちは脳の解剖学的構造をマッピングする磁気共鳴イメージングマシンで各ボランティアをスキャンし、観察したMEG振動が各人の脳のどこにあるかを確認できました。

研究者たちは、脳の8つの領域、つまり脳の両側にある4つの異なる領域で5つの異なる振動周波数を追跡しました。

佐々木氏は、最も重要な活動は運動制御を司る「M1」脳領域で起こると予想したが、訓練された手の反対側のSMAで大きな変化が起こっていることを発見したと述べた。

デルタ振動と高速シグマ振動について特に重要だったのは、2つの主要な基準に当てはまることでした。ボランティアがタスクで訓練された後に大幅に変化し、その変化の強さはタスクに対する人の改善の程度と相関していた、研究者に。

実験を行った後、佐々木、玉城、そして共著者の渡辺武夫は病院からブラウンに移り、そこで彼らは新しい睡眠実験室を設立しました。彼らはその後、脳がどのように学習を強化するかをさらに研究するプロジェクトを始めました。この場合、彼らは視覚的な学習タスクを見ています。

「私たちは同様の効果を見ますか？」佐々木は尋ねました。 「それは、同様の周波数帯域と、近隣の脳領域の同様の組織となるのでしょうか？」

知るために、何人かのボランティアはただそれで寝なければならないでしょう。

この研究は Journal of Neuroscience.

出典：ブラウン大学