維持專注，學習能力卻變差？研究建議做這件事能改善

【文、圖／摘自天下文化《為什麼要睡覺？：睡出健康與學習力、夢出創意的新科學》，作者沃克】

學習之前先睡飽，把學習能力補充好

在學習前的睡眠，能夠讓我們從頭產生新記憶的能力重新振作，而且這件事每天晚上都在進行。我們醒著的時候，不管有意無意，腦隨時在獲取並消化新訊息，這些稍縱即逝的記憶，會由腦中一個稱為海馬迴（hippocampus）的區域捕捉下來。記住那些基於事實的訊息，也就是多數人認為的課本式學習，例如記住某人的名字、新的電話號碼、自己把車停在哪裡，過程中海馬迴會吸取這些流過的經驗，並把細節連結在一起。

海馬迴是腦中長得像手指的長形構造，你的大腦有兩個海馬迴，兩側各有一個，那裡是新記憶的短期儲存處，也就是暫時儲存訊息的地方。可惜海馬迴的儲存容量是有限的，就像相機的底片膠卷，或者用更與時俱進的比喻來說，就像USB 隨身碟。一旦超過儲存容量，你就可能無法吸收更多訊息，或者新記憶必須覆蓋過另一筆記憶，這種情況稱為干擾遺忘（interference forgetting），同樣糟糕。

那麼，腦又如何處理這種記憶容量問題？好些年前，我的研究團隊想知道睡眠是否藉由檔案轉移的機制，來解決儲存空間不足的問題。

或許睡眠把腦中新近獲得的記憶搬到長期儲存地點，藉此釋出短期記憶的儲存空間，所以我們醒來後學習新事物的能力又恢復了。

白天小睡幫助記憶

我們先用白天的小睡來測試這個理論。我們徵召了一群健康的年輕成人，隨機分配到午睡組和不睡組。中午時，所有參與者都要經歷一段嚴酷的學習過程（記住一百張人臉與名字的配對），目的在於增加海馬迴的負擔。一如預期，兩組參與者的表現相當。

之後，午睡組在睡眠實驗室進行九十分鐘的午睡，頭皮上貼著電極，測量睡眠狀態。而不睡組在實驗室中保持清醒，從事輕鬆的活動，例如上網瀏覽或玩桌遊。當天傍晚六點時，所有參與者再次進行密集的學習，嘗試把更多新資訊塞入短期儲存空間（記住另外一百張臉孔與名字的配對）。

我們想弄清楚的問題很簡單：人腦的學習能力是否隨著一天中持續醒著的時間而衰退？如果是的話，睡覺是否能扭轉這種記憶體逐漸飽和的效應，修復學習能力？

那些整天醒著的人，即使專注力維持穩定（透過注意力與反應時間的測試來確認），學習能力卻明顯變差。相對的，午睡過的人成績明顯較好，而且記住事實的能力實際上還提升了。這兩組人在傍晚六點的表現差異並不小，午睡組的學習成果贏了20%。

睡眠紡錘波可以恢復學習能力

我們觀察到睡眠能騰出記憶空間，幫助腦恢復學習能力，於是想進一步尋找是睡眠中的什麼因素促成這種修復。午睡組的腦波分析給了我們答案。記憶力的恢復與較淺的非快速動眼第二期有關，特別是其中的睡眠紡錘波，也就是第3章提過的一種急促而有力的腦波。如果在小睡時有愈多睡眠紡錘波，醒來後學習能力的恢復也愈好。重要的是，睡眠紡錘波並不能預測那個人本身的學習能力。若是個人天生的學習能力只和紡錘波密切相關，這樣的結果會有些無趣。而實際上，睡眠紡錘波能預測的是睡前和睡後學習能力的差別，也就是學習能力的補充程度。

更令人驚嘆的是，當我們分析睡眠紡錘波這種急促的電活動時，也觀察到異常穩定反覆的電流，在整個腦中以一百到兩百毫秒的間隔重複發生。這個脈衝持續在海馬迴（儲存空間有限的短期記憶體）和皮質（長期儲存記憶的大型硬碟）之間來回。直到此時，我們才開始認識到睡眠在安靜面貌底下祕密進行的電流運輸：把事實記憶從暫時的儲存裝置（海馬迴）搬移到長期的保險庫（皮質）。這個過程中，睡眠開心的清理海馬迴，幫短期訊息儲存處清出許多可用空間。學習者醒來，昨天的經歷已經轉移到較為長久的安全儲存處，海馬迴能夠再次容納新資訊。在嶄新的一天，他們可以再度開始學習新的事實。

那次實驗之後，我們及其他研究團隊也對夜間睡眠進行同樣的研究，發現同樣的結果：一個人在夜裡的睡眠紡錘波愈多，第二天學習能力的恢復程度也愈好。

思考年長和教育問題

最近，我們把這個研究主題轉移到老化問題上。我們發現年長者（六十到八十歲）無法產生像健康年輕人一樣多的睡眠紡錘波，減少程度達40%。這導致如下預測：老年人在某個晚上產生的睡眠紡錘波愈少，第二天就愈難把新的資訊塞進海馬迴，因為前一晚短期記憶容量的清空程度沒那麼高。於是我們進行研究，而結果正如預期：老人夜間的睡眠紡錘波數量愈少，第二天的學習能力愈低，要他們記住我們給予的資訊就愈顯困難。睡眠和學習的這種關聯，又多給我們一個理由，相信醫療體系應重視老人對睡眠的抱怨，迫使研究者（包括我自己）去尋找非藥物的新方法來提升全球年長族群的睡眠。

非快速動眼睡眠紡錘波的密度，在睡眠後期的早晨階段特別豐富，夾在兩次較長的快速動眼睡眠之間。所以如果你只睡六個小時或更少，得不到該有的充足睡眠紡錘波，腦就無法讓學習能力恢復，這值得我們從更廣的社會層面來思考。