脑科学研究发现:6个月大的婴儿就可以在打盹中建立语义记忆
时间: 2017-08-09 10:18     作者: 王晔

见证婴儿的成长是一件非常奇妙的事情,小宝贝的第一次翻身、第一次说话、第一次走路都跟大脑的发育密切相关。有研究表明,3个月大的婴儿就可以建立物体与同时出现的词语之间的联系,但这些联系被认为是基于在婴儿发育的初期建立起来的非符号化的本能词语。而9个月大的婴儿才能够针对真实词语的长时语义记忆。然而,事实真的如此吗?

来自德国和瑞士的科学家就对这个问题有了新的答案。他们招募了162名6到8个月大的婴儿受试者,给婴儿们视觉刺激和听觉刺激,试图让他们学习视觉刺激和听觉刺激之间的关系。学习结束后,一部分婴儿会打个盹儿,睡醒后再接受视觉刺激和听觉刺激,看看他们是否记住之前学了什么。整个实验过程中,婴儿都接受了脑电监测。

由于受试者年龄过小,不是很配合,最后只有107个婴儿的数据是可以使用的。而排除55个婴儿数据的原因多种多样,包括数据噪声过大、哭得太厉害、没睡着觉、对视觉刺激不感兴趣等等。

视觉刺激包括104张人造图片,其中8张图片是大的分类,96张图片是分别属于这8类图片的子集。所以,每类图片有12张,其中8张用于关联学习,4张用于记忆测试。同时,为每个大类的图片配备了一个听起来很正常的人造词语。在学习阶段,一半的图片跟词语是匹配的,另一半是不匹配的。

 

 

学习结束后,有38个婴儿没有打盹儿,有29个婴儿睡了一小会儿(30分钟),有40个婴儿睡得久一些(50分钟)。通过分析脑电数据,研究者发现,在学习的过程中,婴儿的大脑并没有对图片和声音刺激进行编码。在记忆测试的过程中,没有打盹的婴儿大脑同样没有对图片和声音刺激进行编码;在睡了一小会儿的婴儿组,婴儿产生了与种类配对相关的记忆,但脑电的活动模式与3个月大的婴儿很相似;在睡得久一些的婴儿组,婴儿产生了较高级别的词汇语义记忆,其脑电活动模式与9-16个月大的婴儿一致。

 

 

既然打盹儿对语义记忆的产生这么有帮助,而睡眠又是分期的,到底语义记忆的产生是在哪个睡眠期呢?通过分析,研究者发现,语义记忆的产生需要较长的第二阶段睡眠。

 

 

睡眠纺锤波是第二阶段睡眠最重要的特征,同时参与了睡眠相关的记忆固化。研究者发现,一些脑区的纺锤波越多,婴儿对真实词语就记得越牢。以上研究结果均与婴儿的年龄无关。

 

 

这个研究把婴儿在9个月才开始形成词语相关的长时语义记忆的结论提早到6个月。婴儿之所以在睡眠的时候进行快速的记忆重组,是因为睡眠可以很大程度的屏蔽外界的干扰,让注意力不那么集中的小宝贝专注于信息的加工。另外,要想把感知信息有效的转化为记忆,睡眠不但要保量,还要保质!

 

参考文献:
Friedrich et al., The Sleeping Infant Brain Anticipates Development, 2017, Current Biology 27, 2374–2380.

 

 

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