科学的休息，对学习新技能的重要性

练习比赛中穿插着休息时间，比连续练习更有效地提高了运动技能的学习。

一项新的研究使用脑部扫描来调查练习中的休息如何提高运动表现。

研究发现，参与执行运动任务的大脑区域在休息时重新激活，但速度要快得多。

在练习间休息期间，这种大脑活动模式的重演发生了多次，其频率与运动表现的改善有关。

在学习和完善新技能时练习的重要性，从简单的日常生活活动到演奏乐器或运动，从孩提时代起就在我们的脑海中根深蒂固。

然而，这些活动或学习课程之间的休息时间在提高表现方面也起着至关重要的作用。

休息时技能表现的提高源于记忆巩固，这意味着加强练习期间形成的记忆。

科学家们以前认为，技能学习所需的记忆巩固发生在练习课后的休息、数小时或数天，尤其是在睡觉可信来源。

然而，最近的研究表明，提高运动技能可以发生可信来源即使是在一次练习课中，练习课中穿插着休息时间。这种改进主要是由于内存整合发生的可信来源在休息期间，称为微离线学习，而不是在练习比赛期间。

学习一项复杂的技能，例如在钢琴上弹奏一首歌，需要形成将多个简单动作（例如按特定键，按特定顺序）整合在一起的记忆。

直到最近，科学家们还没有完全理解学习复杂运动技能所涉及的记忆的清醒形成和巩固的潜在机制。

众所周知，睡眠期间的记忆巩固是通过神经重放发生的。神经重放涉及通过以执行活动或学习技能所需的相同顺序激活静止的大脑区域来增强记忆。

美国国立卫生研究院下属的国立神经疾病和中风研究所 (NINDS) 的研究人员表明，神经重放事件发生在练习课之间的休息期间，并且与技能学习期间的表现提高有关。

主要作者莱昂纳多G.科恩博士强调了这项研究的重要性，他指出：“这是首次证明人类练习引发的新学习技能的清醒神经重放。”

“这项研究也是第一个表明清醒重播可以预测技能的快速巩固，这是早期学习的原因。”

该研究的结果发表在《细胞报告》杂志上。

测量大脑活动

科学家们招募了33名惯用右手的参与者，并指示他们用左手重复一项新的打字技巧。这包括在多个10秒的练习比赛中尽可能多地在计算机屏幕上准确输入序列“41324”。

练习赛持续了12分钟，包括36场10秒的练习赛，每场比赛之间有10秒的休息时间。

科学家们使用脑磁图(MEG)这种高度敏感的大脑扫描技术来记录参与者在整个训练过程中的大脑活动。他们还记录了训练前后5分钟的大脑活动。

科学家们发现，打字任务的大部分改进发生在前11次练习结束时。这种改进主要是由于在10秒休息间隔而不是练习比赛中观察到的微离线增益。

神经重放事件

在这些休息间隔期间，大脑扫描揭示了特定大脑网络中的神经重放事件，涉及中颞叶和感觉运动皮层。

中颞叶皮层包括海马体和内嗅皮层，它们有助于对抽象信息的记忆进行编码。

感觉运动皮层包括参与处理感觉信息以及规划和执行运动的大脑区域。

作者推测，涉及海马体和感觉运动皮层的神经重放事件可以帮助巩固复杂技能的记忆，整合与抽象知识以及运动任务的计划和执行相关的记忆。

该研究的第一作者Ethan Buch 博士指出：“考虑到这种类型的记忆通常被认为不需要海马的贡献，海马和中颞叶活动在重放过程中的强烈参与令人惊讶。”

在实际打字任务期间，这些大脑区域的重新激活比它们的激活快 20 倍。

此外，与训练前后5分钟相比，这些神经重放在训练的休息时间间隔内发生得更频繁。在休息间隔期间这些神经重放事件的频率与任务表现的改善幅度相关。

作者得出结论，快速和反复出现的神经重放事件可以加强练习技能时所涉及的大脑区域之间的协调，从而巩固记忆并提高运动表现。

未来发展方向

作者承认他们的研究没有建立因果关系。他们警告说，“虽然训练序列的重播与微离线学习之间的相关性强烈暗示对技能的巩固有直接贡献，但因果关系仍有待在动物或人类中建立。”

在随后的研究中，作者打算使用非侵入性脑刺激技术研究神经重放事件在改善运动学习中的因果作用 提高可信来源或破坏神经重放事件。

“最后，了解对技能学习很重要的清醒重放特征可以优化治疗计划或确定更好的脑刺激策略，旨在增强中风等脑损伤后的康复结果，”科恩博士说。