睡眠如何幫助我們學習？

我們常常聽到，睡眠可以幫助各種類型的學習以及記憶，但我們對於其機制的了解甚少；包含究竟是哪個睡眠階段可以促進學習，就有不同的研究團隊意見相左。

在這篇刊登在Nature Neuroscience的論文中，Tamaki與研究團隊藉由磁振光譜（MRS），去檢測正常人類在進入睡眠時，其腦中的GABA和麩胺酸(Glx)的濃度，藉此算出不同睡眠階段時，腦中視覺皮層的興奮-抑制比（E/I balance）。

至於為什麼要了解E/I平衡呢？神經元興奮和抑制意味著連結關係的變化，影響著神經網路是否能發揮功能，好比一輛汽車中的油門以及煞車，讓我們得以調整自己的速度。就是這樣的可塑性（plasticity）讓我們神經細胞的連結關係得以隨著外在環境刺激，從而進行調整。

對人類而言，E/I平衡和可塑性正相關，和穩定度則是負相關。他們測量了人在視覺知覺學習（VPL）後，其在NREM和REM睡眠期間的可塑性和穩定度。實驗結果得到無論是否在睡眠前學習，NREM睡眠期間E/I平衡都會增加；但僅有睡前學習過的人們，他們的E/I平衡才會在後續的REM睡眠階段減少。（Fig.1)

可見，對於學習，兩個睡眠時期的功用其實是相輔相成的；NREM提供了可塑性高的環境，REM則達到了穩定作用，讓我們睡前所學習的東西不會受到睡著後新的學習干擾。

Tamaki等人給了我們「神經傳遞的興奮和抑制」這個新的角度，去重新審視睡眠這個老問題，透過它，我們得以更加了解當我們進入沉沉的夢鄉，會發生什麼樣的事。

撰稿人：吳芯瑀

原始論文：

Tamaki, M., Wang, Z., Barnes-Diana, T. et al. Complementary contributions of non-REM and REM sleep to visual learning. Nat Neurosci 23, 1150–1156 (2020).

https://doi.org/10.1038/s41593-020-0666-y

參考資料：

1. https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=73324

2. https://news.bioon.com/article/6747963.html

3. Pereira, S.I.R., Lewis, P.A. Sleeping through brain excitation and inhibition. Nat Neurosci 23, 1037–1039 (2020). https://doi.org/10.1038/s41593-020-0697-4