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'睡眠'在non-REM非快速動眼睡眠階段,出現sigma波,與'大腦在學習過程機制'同是鞏固所學知識的重要過程!

2022/04/06 13:11

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睡太多或太少都有事！https://health.udn.com/health/story/5964/5744302 每天要睡多久才夠？一表看9個年齡層睡眠時間建議;https://classic-blog.udn.com/alpineatks/173111003

日本RIKEN理化學研究所大腦科學中心的Masako Tamaki玉置應子說,這些實驗結果證實了他們的猜測;睡眠時候的大腦活動不是普通的用腦,而是鞏固學習成果的重要階段;這份研究3月2日發表於《The Journal of Neuroscience神經科學期刊》https://blog.udn.com/alpineatks/173111003

睡眠能有效的清除腦部毒素及不要的代謝產物;大腦中的glia神經膠細胞中具有:fluid-filled channels (the glymphatic system)會有類似淋巴系統的功用,運用cerebrospinal fluid; CSF腦脊髓液在此系統內將腦部產生的代謝產物帶出大腦;缺乏睡眠會累積這些代謝產物造成腦部損傷!https://blog.udn.com/alpineatks/173111003

另一方面,研究人員發現在志願者睡覺的時候,在快速動眼(REM)睡眠階段大腦仍出現theta波,在非快速動眼睡眠階段(non-REM)出現sigma波,這與大腦在學習過程的機制是一樣的;不過,研究人員在非快速動眼睡眠階段,沒有看到大腦出現普通用腦情形下會出現的慢波活動(slow-wave activity);睡眠在non-REM非快速動眼睡眠階段,出現sigma波,與大腦在學習過程機制同是鞏固所學知識的重要過程!https://blog.udn.com/alpineatks/173111003

研究發現睡眠是學習過程的重要一步;更新 2022-04-06 12:28 PM標籤: 熬夜學習, 鞏固知識, 睡眠大紀元2022年04月06日訊大紀元記者李少維編譯報導）新研究發現,睡個好覺會對當天所學的知識起到鞏固的作用;研究者表示,這說明熬夜學習的效果適得其反!
很多學生考前都會熬夜學習,這份研究的作者之一日本RIKEN理化學研究所大腦科學中心的Masako Tamaki玉置應子說其實這是一個會起到反效果的策略:如果你想學點東西,你應該遵守有規律的作息;一些學生熬到很晚,可是因為沒有充足的睡眠,很多熬夜學到的知識反而丟失了!
這是因為很多新知識必須在睡眠的過程中在大腦裡面得到鞏固;睡眠是大腦學習的機制中的一部分;
以前,關於睡眠的過程怎樣鞏固知識,研究人員有不同的意見;是因為學習的時候被高強度用到的神經元,在睡眠放鬆的狀態下得到休息而重整嗎?還是大腦的學習過程存在某種自有的機制,必須在睡眠狀態下才能鞏固學到的知識?這份研究稱找到了支持後一種機制的充足證據!
兩組志願者參加一項學習實驗進行對比,都上兩堂課,觀看視頻進行培訓;第一組所上的兩堂課的內容一模一樣;參與者到了第二堂課,答題的能力明顯提升;而第二組志願者所上的第二堂課的內容完全是為了抵消第一堂課所學的內容,當然兩堂課後他們基本沒學到任何知識!
之後兩組志願者都睡了一覺,與此同時研究人員監控他們睡覺時候的腦電波,並等他們醒來的時候再對他們進行一次測驗;研究者表示,調查結果提供了確鑿的證據支持前面提到的後一種學習機制。
一方面,第一組志願者醒來後測試的結果顯示,他們對所學的內容掌握得更好;而第二組志願者醒來後的測試結果顯示他們對新知識的掌握沒有任何進步;另一方面,研究人員發現在志願者睡覺的時候,在REM快速動眼睡眠階段大腦仍出現theta波,在non-REM非快速動眼睡眠階段出現sigma波,這與大腦在學習過程的機制是一樣的;不過,研究人員在非快速動眼睡眠階段,沒有看到大腦出現普通用腦情形下會出現的slow-wave activity慢波活動!
日本RIKEN理化學研究所大腦科學中心的Masako Tamaki玉置應子說,這些實驗結果證實了他們的猜測;睡眠時候的大腦活動不是普通的用腦,而是鞏固學習成果的重要階段;這份研究3月2日發表於《The Journal of Neuroscience神經科學期刊》https://blog.udn.com/alpineatks/173111003 。◇#

責任編輯：葉紫微

國立臺灣大學睡眠實驗室這是一個專門研究睡眠及討論睡眠相關知識的網站何謂睡眠？https://sleep-laboratory-at-ntu.webnode.tw/常見問題/何謂睡眠？

睡眠主要可以分成快速動眼期睡眠和非快速動眼期兩種不同的睡眠:

第一種睡眠我們稱作快速動眼期睡眠,rapid eye movement sleep,簡稱REM sleep;快速動眼期睡眠,顧名思義就是在這個時候可以看到他的眼睛是會快速移動的,眼球快速轉動的原因是這個時期是他作夢的時間;

另外一個階段就是非快速動眼期睡眠,我們稱作non-rapid eye movement sleep,也就是NREM sleep;這非快速動眼期睡眠分做四個不同的階段,第一個階段,第二個階段,第三個階段,第四個階段,其中第三及第四這兩個階段就是深層的睡眠,特別是第四個階段的非快速動眼期睡眠,這是最深層睡眠的階段。

接著介紹一下睡眠是怎麼產生,我們從醒著的時候,第一個要進入的睡眠狀態是非快速動眼期睡眠(一定是進入到非快速動眼期睡眠,他不會進入到快速動眼期睡眠,因為你進入到快速動眼期睡眠就是猝睡症,就不是正常的睡眠);他先進入的是第一個階段非快速動眼期睡眠;

第一個階段是我們醒睡之間的階段,也就是在似醒似睡之間,這個階段就是第一個階段的非快速動眼期睡眠,是最容易被叫醒的(失眠的病人他的睡眠表現主要是要進入到第一個階段的時間會延長,或者是他第一個階段的時間會比一般人來的長,也就是說他很容易在中間被喚醒,失眠的病人有一個很重要的特徵,就是他的第一個階段會比一般正常人來的長),接著會進入第二個階段,第二階段會比較深一點點,然後進入第三階段,第四階段;

第三第四階段是我們認為的深層睡眠期,接著會從第四階段回到第三階段,再回到第二階段,這個時候正常人他不會回到第一階段,因為回到第一個階段他會有機會馬上醒過來;通常回到第二個階段以後,他會進入到下一個不同的睡眠階段,這個階段就是快速動眼的睡眠;

睡眠是醒著的時候進入第一階段,第二階段,第三階段,第四階段再回到第三階段,第二階段,再進入到快速動眼期睡眠,這樣子一個cycle,接著再進入到下一個週期,一樣是到第二階段然後,第三階段,第四階段再回第三階段,第二階段,再進入到快速動眼期睡眠;

睡眠的表現是一個週期一個周期的型態,每一個週期大概是九十分鐘,也就是大概一個半小時的時間,在八個小時的睡眠裡面,大概會經過四到六個週期,而且在這些週期中,只有在前面兩個周期會進入到深層睡眠,也就是說在你入眠以後的前三個小時,大概就是你最難被喚醒的時間,因為你大部分的時間在深層睡眠;

那後面的階段,深層睡眠會逐漸減少,就是在清晨的階段,主要睡眠是第二階段的睡眠要居多,而在我們整個睡眠的階段也是以第二階段的睡眠佔 45~60%左右,佔整個睡眠的百分比最多,所以第二階段的睡眠我們又稱作基礎睡眠,baseline sleep;

另一個我們會發現的現象,是在後期的睡眠中進入快速動眼期睡眠的比例會增加,在後期的睡眠中,越到快醒過來的階段,快速動眼期睡眠的比例會增加,快速動眼期主要是我們作夢的時間;這是我們睡眠的週期,主要是以這樣的方式來表現;

在EEG腦波的部分,在清醒時主要是非同步的腦波,alpha(7-13 Hz)跟beta(13-30 Hz)的腦波,所以振幅是比較小的;進入第一階段後,第一階段的腦波主要是theta wave(4-7 Hz),頻率比較慢一點的theta wave,再來進入到第二階段,主要也是theta;

第一,第二階段主要的差別是在於第二階段會有一個比較快的波形的產生,這個波形大概是 13Hz 左右,這我們稱作sleep spindles,睡眠紡錘波,這種紡錘波只有在第二個階段會出現;

另外會有一個1~2Hz的peak產生,高振幅的peak產生,這個我們稱作K-complex,就是K複成波,這種K-complex跟sleep spindles只會出現在第二階段;

接著進入第三跟第四階段的睡眠,頻率變慢了但是振幅變高,這個是delta wave(0.5-4 Hz),他是一種同步化的腦波,這是第四個階段的睡眠;至於REM sleep的腦波,基本上跟醒著時候的腦波很類似,雖然是在睡眠的狀態之下,可是腦波是活化的,主要出現的是 alpha 和 beta 波,這和清醒時的腦波是很類似的,因此這種快速動眼期睡眠,我們又稱作矛盾睡眠(因為腦部是高度活化的狀態),或者是稱作活化睡眠,active sleep..

睡眠新知

2012.12.02 主題: 益生菌: 新的抗憂鬱劑? (Title: Psychobiotics: a novel class of psychotropic)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006322313004083

研究顯示精神疾患, 如憂鬱症 (depression) 以及焦慮症 (anxiety), 會導致睡眠障礙。反之睡眠障礙會加重精神疾患的症狀。如能有效控制精神疾患將得以改善睡眠。近期研究指出，某些益生菌能產生類似神經傳遞物質的 gamma-aminobutyric acid (GABA) 以及 serotonin, 可以緩解焦慮和臨床憂鬱症的症狀。由於腸道微生物平衡，可能會改變調節炎症反應，進而可能調節的情緒和行為，因而打開新的治療憂鬱症的可能性。

2012.12.02 主題: 睡眠時遠離光源, 讓你睡的更好 (Title: Let there be no light: the effect of bedside light on sleep quality and background electroencephalographic rhythms)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1389945713011350

研究顯示開燈睡覺會增加淺層睡眠 (非快速動眼期的第一階段睡眠 [stage 1 of NREM sleep]), 增加醒覺, 並減少慢波睡眠 (slow wave sleep [SWS]) 。這結果顯示光源會導致淺眠。除此之外, 開燈睡覺也會抑制腦波中的快速動眼期的 theta 波 (4-8 Hz)、以及非快速動眼期中的慢波 (slow oscillation, 0.5-1 Hz)、delta 波 (1-4 Hz) 和紡錘波 (spindle, 10-16 Hz) 的能量 (power), 表示睡覺時的光源會導致睡眠深度下降並影響睡眠的穩定度。因此睡覺時盡量遠離光源 (關燈睡覺), 睡前不要操作3C 電子產品, 將手機關機, 會有助於睡眠及睡眠品質的改善!

2012.11.08 主題：睡眠---終極洗腦 (Title: Sleep: The Ultimate Brainwasher)

https://news.sciencemag.org/brain-behavior/2013/10/sleep-ultimate-brainwasher

我們一生之中花了1/3的時間在睡眠上，但是睡眠的功能至今並不是很清楚，雖有許多的理論 (hypotheses) 被提出，但都沒有足夠的證據去證實這些理論。最近在科學雜誌 (Science) 發表的一篇論文證實了睡眠的其中一種功能：睡眠能有效的清除腦部的毒素及不要的代謝產物。大腦中的神經膠細胞 (glia) 中具有一種通道 --- fluid-filled channels (the glymphatic system) --- 會有類似淋巴系統的功用, 運用腦脊髓液 (cerebrospinal fluid; CSF) 在此系統內將腦部產生的代謝產物帶出大腦。https://blog.udn.com/alpineatks/173111003 缺乏睡眠會在大腦累積這些代謝產物造成腦部損傷。動物實驗的研究結果顯示，睡眠會有效清除腦部的 beta-amyloid (這是一種會造成Alzheimers disease---失智症---的物質)，足夠的睡眠能清除這些不要的物質，可能可以有效延緩失智症的產生，反之，若缺乏睡眠則可能提早導致失智症的發生。https://blog.udn.com/alpineatks/173111003 這研究結果顯現睡眠的重要性！！！

閱讀更多： https://sleep-laboratory-at-ntu.webnode.tw/%e7%9d%a1%e7%9c%a0%e6%96%b0%e7%9f%a5/

究竟人每天要睡多少時間才夠，才足以維持最基本的健康運作？示意圖／ingimage

大家都知道睡眠很重要，睡眠不足可能導致肥胖及增加罹患心血管疾病及失智症等疾病的風險。但它佔據人生太多時間，尤其現代人每天忙得團團轉，許多人會說「我忙到連睡覺的時間都沒有」。究竟人每天要睡多少時間才夠，才足以維持最基本的健康運作？

談到人每天要睡多少時間才夠，最重要的是看你的年齡及睡眠品質而定。根據美國睡眠基金會(Sleep foudation)建議，睡眠時間依不同年齡階段有不同需求，中壯年的成人階段(26-64歲)，大約需要7-9小時的睡眠時間。而如果我每天就是沒有那麼多時間睡覺，睡眠不足會怎樣？又或者我太貪睡，睡太多又會怎樣？

9個年齡層睡眠時間建議

階段	年齡範圍	建議時間
新生兒	0-3個月大	14-17小時
嬰兒	4-11 個月大	12-15小時
學步兒童	1-2歲	11-14小時
學齡前	3-5歲	10-13小時
學齡	6-13歲	9-11小時
青少年	14-17歲	8-10小時
年輕人	18-25歲	7-9 小時
中壯人	26-64歲	7-9 小時
老年人	65歲或以上	7-8小時

資料來源：美國睡眠基金會(Sleep foudation)

睡眠不足的影響

睡的不夠，可能對健康造成的影響包括免疫系統下降，代謝功能變差，皮膚老化快速、易罹患心血管疾病、糖尿病甚至癌症等疾病。

現代人還有一個常見狀況，就是平常忙碌睡很少，假日才狂睡補眠。但眠真的能補嗎？根據元氣網專欄作家、高雄醫學大學心理學系助理教授蔡宇哲撰文指出，周末補眠看似可以解決週間睡眠不足，實則又造成了另一個生理時鐘混亂的問題，可說是「挖東牆補西牆」的作法，他建議還是要盡可能增加週間的睡眠時數，及讓周末作息不要差異太大。

>>【延伸閱讀】蔡宇哲／週末睡好睡滿是補眠還是傷身體？