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睡眠的关键作用
我们已经知道，有规律地间隔学习会更高效，与其集中一天死记硬背整堂课的内容，不如分时段安排学习。原因很简单，我们的脑会在晚上睡眠阶段巩固白天学到的东西，这是过去30年来最重要的神经科学发现之一。睡眠并不是一段不活动的时期，也不仅仅是在清理白天脑累积的废物。恰恰相反，在我们睡觉时，脑仍然在活跃，它按照一种特定的算法运行，重演它在前一天记录的重要事件，并将它们转移到我们记忆中储存起来。
这个发现可以追溯到1924年，美国心理学家约翰·詹金斯（John Jenkins）和卡尔·达伦巴哈（Karl Dallenbach）重新审视了记忆研究8先驱赫尔曼·艾宾浩斯（Hermann Ebbinghaus）的经典论调。早在19世纪末，艾宾浩斯就提出了一个基本的心理规律：历时越久，你越记不住自己所学到的东西，艾宾浩斯遗忘曲线是一个非常漂亮的单调递减的指数曲线。然而，詹金斯和达伦巴哈注意到，这条曲线出现了一个异常现象：在学习新知识后的8～14小时内，人们没有出现记忆丧失。詹金斯和达伦巴哈顿悟到，在艾宾浩斯实验中，8小时的时间限制对应的是当天进行的测试，而14小时的时间限制对应的是间隔一晚再做的测试。为了弄清这一点，他们设计了一个新的实验来分离这两个变量：记忆测试之前的时间以及受试者是否有机会睡觉。为了做到这一点，他们在午夜前后、睡前或早上随机教学生一些音节。结果很明显：根据艾宾浩斯的遗忘曲线，我们在早上学到的知识会随着时间流逝而消失，而在午夜学到的知识会随着时间的推移而保持稳定（前提是学生至少有2小时的睡眠）。换句话说，睡眠可以防止遗忘。
我针对这些结果给出了几种不同的解释。第一种解释是，记忆在白天的衰退是因为，脑在清醒时积聚的有毒物质在睡眠时被清除了；第二种解释是，在学习和测试之间的这段时间，记忆会受到其他事件的干扰，而在睡眠中不会发生这种情况。但是这些解释最终在1994年被否定了，以色列研究者发现睡眠会引发额外学习。在没有任何额外训练的情况下，经过一段时间的睡眠，受试者的认知和运动水平均会有所改善。9这个实验很简单：受试者白天检测视网膜上的某个特定点上的一条粗线。他们的检测进展缓慢，持续几小时后达到了极限。随后让他们去休息，第二天早上醒来后，他们的表现有了很大的改善，并且在接下来的几天里都保持了同样的状态。睡眠确实引发了额外学习，如果在他们每次要进入快速眼动睡眠时把他们叫醒，他们在第二天早上醒来时就不会表现出任何进步。
大量的研究证实和扩展了这些早期发现。10睡眠质量不同，记忆改善程度也不同，睡眠的长度和深度都可以预测一个人醒来后的学习上的改善。这可以通过监测表征深度睡眠的慢波来评估。这种关系也可以朝着相反的方向运行：对睡觉的需求取决于前一天接收到的刺激量和学习量。在动物的大脑皮层中有一个与可塑性有关的基因zif-268(26)，该基因会在快速眼动睡眠阶段增加其在海马和皮层区的表达。尤其如果个体白天处在一个相对丰富复杂的环境时会更明显。也就是说，白天刺激的增加会导致夜间脑的可塑性激增。11
不同的睡眠阶段对学习所发挥的作用尚未完全确立，但似乎深度睡眠可以巩固和类化知识，心理学家称之为“语义记忆”或“陈述性记忆”；而快速眼动睡眠期间，脑活动接近觉醒状态，会强化视觉和运动的学习，即程序性记忆。
