一次熬夜，一场忘却
作者：姜林屾
编辑：8小时
美编：Zene
来源：微信公众号：京师心理大学堂（ID：bnupsychology）
熬夜，近乎是每个人都有过的体验，甚至是一部分人日常生活的“主旋律“。
(图源网络，侵删)
为了复习、加班、赶DDL，也为了刷社交媒体、看剧、追忆往昔……屏幕怼脸，夜越深，熬夜带来的满足感似乎越强烈。
可是慢慢的，第二天怎么脑子晕晕、反应速度下降了？
对某些长期熬夜战士来说，还可能发现自己越来越忘事儿……为什么熬夜会影响我们的记忆？睡眠和记忆有什么关系？
01
已躺——"数据备份”，我们忙着呢!
在我们白天的工作和学习中，大脑在不断进行信息处理。每一段新学习的知识，每一个接收到的刺激，都可以看作大脑神经网络中传输的“数据流”。这些信息在神经元之间迅速传递，形成短期记忆。
而形成记忆并非仅靠数据的输入，还关乎输入的数据如何储存——也就是“记忆巩固”的过程。
记忆巩固也是将短期记忆转化为长期记忆的过程。正如一座建筑需要坚固的地基，“记忆宫殿”的筑成也依赖于大脑对信息的有效整理与存储。
记忆巩固的过程与睡眠，尤其是深度睡眠阶段显著相关，这个过程类似于一种离线的“数据备份”。研究表明，学习后立即睡觉有助于记忆的巩固[1]，而仅仅数小时的睡眠不足就会显著扰乱记忆[2] 。也就是说，睡眠并非只是让身体得到恢复，它同时也是大脑进行“内存管理”和“自我修复”的黄金时段。
那么，睡眠时究竟发生了什么？为何它对于记忆巩固如此重要？
02
梦中涟漪——只为储存记忆
科学家们通过一系列实验揭示了睡眠中记忆巩固的神秘过程。大多数研究都指向了一个关键的大脑结构，也是我们所熟悉的“掌管记忆的神”——海马体。
最近的研究发现，海马体尖波涟漪（Sharp-wave ripple, SWR）正是表征睡眠中记忆“离线同步“的重要指标。
海马体的解剖结构被划分为不同区域（如图所示）。其中CA1亚区内有一种特殊的篮状细胞，它们会产生一种脉冲尖峰（ripple-frequency spike），可生成110~250赫兹的高频纹波(ripple)。而另一个区域CA3则向CA1区域传递一种兴奋性信号，形成较慢的尖波(sharp wave)，其频率大约在0.01~3赫兹。当这两种波形耦合时，就形成了一种独特的高频神经振荡机制，叫做SWR[2]。
Basic circuit of the hippocampus, shown using a modified drawing by Ramon y Cajal. DG: dentate gyrus. Sub: subiculum. EC: entorhinal cortex (图源：维基百科)
在动物处于意识清晰状态时，神经元会按照一定的顺序进行活动。而在SWR发生期间，海马体内的“位置细胞”会重新激活，并且以时间压缩的方式复现过去的信息，这一过程有助于促进记忆的巩固。此外，神经元集群还通过SWR将这些信息从海马传递到新皮质中，进而帮助形成长期记忆。
简单来说，你可以把SWR看作一场“梦中的排练”，大脑通过这些涟漪式的信号回放白天的经历。在此过程中，重要的信息会在神经网络中稳定下来，并从海马体转移到大脑皮层，就像是将临时存储的数据上传到云端，从而实现长期记忆的整合与提取。
研究发现，在完成记忆任务后，SWR在睡眠中更频繁出现，这意味着大脑在此时会更加活跃地进行记忆巩固。更重要的是，研究表明，增强SWR可以改善记忆，而扰乱这些振荡活动则会损害记忆[3]。
03
睡眠剥夺——大脑的“夜间更新”被打乱
睡眠不足通常指的是无法获得足够的深度睡眠或快速眼动 (REM) 睡眠，从而无法满足大脑和身体休息的需求。
在每天的睡眠总时长上，并没有一个黄金标准，不过有研究指出，对于人类来说，睡7-8小时是“较为健康”的时长[3]。
而研究发现，睡眠不足会显著影响SWR的频率和质量，导致其模式紊乱，大脑中的记忆回放（replay）过程受到干扰，海马新皮质对话失败，进而影响记忆巩固。
例如迷宫实验中，在一部分大鼠睡眠的过程中定期唤醒它们，即对它们实施睡眠剥夺，会发现睡眠不足的大鼠在学习新任务后，记忆的效果大大降低，导致它们的迷宫学习表现变差[4]。在经历了两天的恢复期后，这些大鼠们会逐渐恢复之前的神经模式，但是仍与一直正常睡眠的大鼠存在差异。
没有充足的睡眠，大脑的“内存管理”系统就会遭到破坏，信息的“重放”和“整理”无法顺利进行，后续的“数据提取”也会变得更加困难，甚至严重削弱大脑的信息处理能力。
学者们进一步指出，长期睡眠不足会导致神经网络的功能衰退，所带来的可能不仅仅是感觉上的“困倦”，还会影响记忆存储的稳定性和提取效率，更可能为长期的认知衰退埋下隐患[5]。
熬夜的后果当然不仅如此，对于大脑来说，睡眠有修复DNA、降低去甲肾上腺素的浓度等作用。
因此，短期来看，熬夜可能引发压力反应性增加和心理社会问题，例如认知或学业成绩受损，甚至出现抑郁症状。长期熬夜则可能引发代谢问题，例如破坏葡萄糖稳态，甚至增加肿瘤或癌症的风险[6]。
04
你听——脑子让你早休息！
你或许并未意识到，每天晚上，大脑都在瑟瑟发抖，乞求一个暂时不再输入新刺激的“休息”的机会。
它并不会停下来，而是持续处理着白天积累的海量信息、情感体验、感官刺激，它用尽全力，试图整理这些信息、清理杂乱的记忆碎片、让海马和新皮质对上话，储存归档，做足数据整理的活儿，以确保第二天的高效运转。
有些情况下，熬夜是为了记住，为了背诵一个考试内容、为了完成一项工作任务、为了对未来有所准备，为了怀念那个本就在记忆中渐渐模糊的身影……但实际上，熬夜可能让你离那些真正想记住的东西越来越远，一次熬夜，可能带来的是忘却。
(图源网络，侵删)
夜幕降临，安心躺下进入睡眠，其实也是在酝酿一场独属于你的振荡、涟漪、回放，并让那些不想被忘记的内容在回放中得以加固，陪伴你走过一生。
所以今晚，好好睡一觉吧！
学堂君
学堂君有一个疑问：熬夜对我们记忆有损害，那么早起和睡得少是不是也会损害我们的记忆？又多了一个晚起的理由（不是）。读者朋友们怎么看呢？
但无论如何，学堂君希望读者朋友们都能保持良好的睡眠习惯，健康生活~
参考文献：
[1]Rasch, B., & Born, J. (2013). About sleep's role in memory. Physiological reviews. 93, 681–766.
[2]Schlingloff, D., Káli, S., Freund, T. F., Hájos, N., & Gulyás, A. I. (2014). Mechanisms of sharp wave initiation and ripple generation. Journal of Neuroscience, 34(34), 11385-11398.
[3]Liang, Y. Y., Ai, S., Xue, H., Chen, Y., Zhou, J., Shu, X., ... & Wing, Y. K. (2023). Joint associations of device-measured sleep duration and efficiency with all-cause and cause-specific mortality: a prospective cohort study of 90 398 UK biobank participants. The Journals of Gerontology: Series A, 78(9), 1717-1724.
[4]Giri, B., Kinsky, N., Kaya, U., Maboudi, K., Abel, T., & Diba, K. (2024). Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay. Nature, 1-8.
[5]Li, M., Wang, N., & Dupre, M. E. (2022). Association between the self-reported duration and quality of sleep and cognitive function among middle-aged and older adults in China. Journal of Affective Disorders, 304, 20-27.
[6] Medic, G., Wille, M., & Hemels, M. E. (2017). Short-and long-term health consequences of sleep disruption. Nature and science of sleep, 151-161.
作者简介：姜林屾。本文转载自微信公众号：京师心理大学堂（ID：bnupsychology），京师心理大学堂，北师大心理学部出品，奉行“打造中国最专业的心理学科普平台”的项目定位，努力将北师大心理学百年积淀奉献于社会，凝聚师生力量传播科学知识，让心理学走进千家万户。
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