[生命經緯]當人們的生活節奏加快，在家庭與工作之間很難取得平衡時，很多人不得不減少他們的睡眠時間。
但睡眠減少會損傷空間學習的能力--包括記住怎么到達新目的地。科學家現在開始了解其發生過程：空間學習任務增加了新細胞的生產—在腦子里被稱為海馬的空間記憶區域。睡眠在那些新腦細胞的生存中起作用。
加州大學和斯坦福大學的研究員發現，與正常的鼠相比，睡覺受限的鼠在迷宮的道路記憶力減弱。與得到足夠的睡眠的鼠不同的是，睡覺有限的鼠的新海馬細胞生存率降低。
研究員使用了睡覺受限的鼠，而不是完全剝奪睡了睡眠的鼠，來模仿人的工作。題為《睡眠受限制約海馬依賴性學習的神經發生》一文發表于由美國生理社會出版的《Journal of Neurophysiolog》上。
學習使大腦更年輕
科學家已經知道—我們大多數人也可以從經驗中感覺到—睡眠缺乏會損傷認知功能。睡覺減少會使注意力不集中，操作記憶力，延長反應時間。研究者Hairston 認為，“睡眠是健康所必須的，但現在看起來，腦子比其他身體部位更需要睡眠。”
此前的研究表明，海馬對于空間學習極為重要。“海馬具有獨特的能力，在生命過程中產生新的腦細胞，這過程‘神經發生(neurogenesis)’”，Hairston指出，“當動物學會需要海馬的任務時，神經發生的速率加快。這說明，學習使大腦更年輕。”
在了解空間學習激發海馬新的腦細胞的產生后，Hairston和她的團隊想了解，空間學習任務過程中的睡眠限制是否會影響海馬新細胞的產生。
游泳實驗
研究員鼠訓練的第二項任務中用了一個使用水迷宮—塑料水池圓周大約六英尺，二英尺深。 鼠被放了在水中，必須游到出口。
一組鼠不能看位于水面下的出口，必須迷宮的“精神地圖”—海馬依賴性的—才能到達出口。另一組鼠則能看到和嗅到出口，因為那里有柑橘氣味。研究員每四次試驗移動一次平臺，使動物只能依靠它們的感覺而不是記憶來發現出口。Hairston 解釋說，這項任務不涉及海馬，因為鼠不需要精神地圖來到達平臺。
疲倦鼠的腦細胞更少
每次訓練的結尾，通過新的刺激，使每組一半動物保持六個小時清醒，另外一半則返回了籠子和睡覺。六個小時以后，睡覺受限的鼠可以睡眠，直至18小時后的下一次試驗。
與那些依靠視覺和味覺的動物相比，必須依靠神經發生的老鼠的神經發生率顯著增加。那是有道理的，因為依靠記憶才能完成任務的老鼠需要海馬。
但是, 必須依靠記憶發現目標、但睡覺有限的鼠沒有增加神經發生率，這與在休息的相對動不同。這意味著，睡眠缺乏應限制細胞回復。另一方面，睡眠受限、依賴視覺和味覺的老鼠比相應得到充分休息的卻表現出更好的神經發生率，這是一意想不到發現。
研究者認為，在休息的小組設法依靠記憶發現平臺，這在一般情況下是更好的策略。但在這種情況下，研究員每四次試驗移動了目標，使用視覺和味覺則是更好的戰略。睡覺受限的鼠通過改變他們的策略補嘗他們的睡眠缺乏，而且這是有效的。
“在這個小組中，睡覺受限的鼠，由于改善了缺乏睡眠的干涉，增強了它們的迷宮記憶能力—迫使他們更容易接近提示。”Hairston 說。
學習新事物—至少在空間記憶中，通過保持新腦細胞更好的生存率可以保持頭腦的年輕。但是，睡眠的不足會抑制海馬的神經發生。“適度、逐步的睡眠制約也許對神經系統有長期有害作用”。
另一方面，睡眠受限、依賴視覺和味覺的老鼠比相應得到充分休息的卻表現出更好的神經發生率，“表明某些認知功能對睡眠損失有抵抗性，”Hairston說，“這可能很重要，并且暗示利用對于睡眠減少無影響的、特定的神經物質，可以優化信息遞呈的途徑”。
“這一發現對于長期睡眠缺乏的人的訓練會有重要意義，包括軍人和醫科學生等”，Hairston 說，“當認知損傷也許可以被克服，適度、逐步的睡眠制約也許對神經系統有長期有害作用”。
進一步研究能說明大腦的學習策略
這些研究結果的應用之一就是，睡眠受限可影響認知過程的層級。空間學習是最基本的認知策略，當它被睡眠缺乏打亂時，就會有第二策略涌現。“還有以擴展到，研究其他競爭性過程是否也類似地受睡眠缺乏影響，”Hairston 說。例如，科學家知道,，遭受了某些類型腦子損害的人們，也許無法篩選在毫不相關的刺激之外如屋子里的噪聲，而這對于健康人來說則可以輕易做到。
本文由斯坦福研究員Milton T.M. Little, Michael D. Scanlon, Monique T. Barakat, Theo D. Palmer, Robert M. Sapolsky, and H. Craig Heller 發表。