Science ArticlesSleep on it!Why a g

Science Articles
Sleep on it!
Why a good night's rest makes all the difference to memory...
Alice Kay
Although many coffee-guzzling late night-studying students will claim otherwise, one of the classic pieces of academic advice is ‘sleep will improve your memory’. Whilst some claims, such as remembering information by listening to tapes while asleep, may be tenuous, there’s clear evidence for the role of sleep in memory consolidation.
Memory consolidation refers to the process by which new memories are transformed and reinforced to become more stable and permanent. It occurs soon after new information is laid down, but continues to affect memories for weeks or even months afterwards. Typically, the process involves the systematic reactivations of memories - in the order they were created - which strengthens the synaptic connections amongst the appropriate neurones. For example, a memory that involves motor control will see reactivation in the motor region during consolidation. However, it is both time-consuming and resource-draining, so sleep is thought to be an ideal time to reinforce memories, as more energy is available while the body rests.
The benefits of sleep on memory retention are well documented in cognitive experiments. In a classic example, Wagner et al. (2004) reported that participants gained insight into a challenging maths problem after sleeping, whilst they also improved at a task that involved texture discrimination in another study (Stickgold, 2005). Another piece of evidence suggesting sleep increases consolidation comes from Gais et al. (2006), who found that a period of sleep immediately after learning a list of English and German words led to better retention compared to staying awake and then sleeping. This indicates not only the direct benefits of sleep, but also suggest exactly when important consolidation takes place - soon after the encoding of the memory.
The key to consolidation is the formation of schemas, a collection of information about a specific event or object. As previously mentioned, consolidation involves the reactivation of specific memories in a pattern that strengthens the synaptic connections between the corresponding neurones. Repeated reactivation is often called long term potentiation (LTP). Similar or familiar items of information tend to be more strongly reinforced, and eventually are connected enough to form a schema for the memory.
Reactivation during sleep consolidation also works to combine facets of memory that come from different perception modules. For example, visual information, audio information and pre-existing knowledge may be reactivated in tandem to form a single memory of the entire event or object.
Recent research has begun to reveal the possible biochemical mechanisms underpinning memory consolidation during sleep. Two key stages of sleep involved in the process are "slow wave sleep" (SWS) and "rapid eye movement" (REM) sleep, which occur during deep slumber later in the night. SWS has typically been shown to play a role in the retention of declarative (conscious recollections) memories, whilst REM is more closely associated with procedural (skills based) memories. Both stages feature distinct patterns of brain wave activity, which can be measured using techniques such as electroencephalography (EEG), where electrodes on the scalp measure electrical currents created by neurons firing.
The most prominent electrical activity during SWS are slow-wave oscillations, which originate in the neocortex of the brain. These waves work to synchronise neuronal activity and induce top-down control in rhythmic cycles. As well as slow-wave oscillations, "spindle waves" from the thalamus and "sharp wave" ripples from the hippocampus coordinate their activity to provide temporal rhythm during consolidation. Slow-wave oscillation also seems to induce widespread hyperpolarisation, which suppresses neural activity and favours the storage of new information via long term potentiation. During SWS, this specific electrical activity is thought to elicit the reactivation of recent declarative (hippocampus based) memories and control their transfer to the neocortex, where they remain as permanent memories. In support of this hypothesis, the suppression of hippocampal sharp wave ripples has been found to impair spatial memory retention (Girardeau et al, 2009).
REM sleep, by comparison, involves a different mechanism. It features ponto-geniculo-occipital (PGO) waves from the brainstem and visual cortex, and theta oscillations from the hippocampus (though the latter have been observed in rats more than humans). This activity is accompanied by high levels of the neurotransmitter acetylcholine, which appears to promote further synaptic consolidation without interference from external stimuli. Synapses also seem to show greater plasticity during REM sleep, which promotes long term potentiation.

Results (Thai) 1:

บทความวิทยาศาสตร์
นอนบน!
ทำไมเหลืออันทำให้ความแตกต่างทั้งหมดหน่วยความจำ...
เคย์อลิ
ถึงแม้ว่า guzzling กาแฟปลายเรียนคืนนักเรียนจำนวนมากจะอ้างเป็นอย่างอื่น หนึ่งชิ้นคลาสสิกของ คำแนะนำทางวิชาการคือ 'สลีจะเพิ่มหน่วยความจำของคุณ' ในขณะที่บางคนอ้างว่า เช่นการจดจำข้อมูลจากการฟังเทปขณะหลับ อาจ tenuous มีหลักฐานชัดเจนในบทบาทของการนอนหลับในหน่วยความจำรวม
หน่วยความจำรวมถึงการที่ความทรงจำใหม่ที่แปลง และเสริมเป็นมั่นคง และถาวรมากขึ้น มันเกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้หลังจากที่ข้อมูลใหม่วางลง แต่ยังมีผลต่อความทรงจำสำหรับสัปดาห์ หรือแม้กระทั่งเดือนภายหลัง โดยปกติ กระบวนการเกี่ยวข้องกับการ reactivations ระบบความทรงจำ - ในใบสั่ง ถูก สร้าง - การเสริมสร้างการเชื่อมต่อที่ synaptic หมู่ neurones ที่เหมาะสม ตัวอย่าง หน่วยความจำที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมมอเตอร์จะเห็นเปิดใช้งานใหม่ในภาครถยนต์รวม อย่างไรก็ตาม เป็นทั้งเวลา และทรัพยากร ระบาย ดังนั้น นอนหลับคิดว่า เป็น เวลาเหมาะในการเสริมความทรงจำ เป็นพลังงานเพิ่มเติมจะพร้อมใช้งานในขณะที่ร่างกายอยู่
ทรงนอนบนหน่วยความจำที่จัดในการทดลองการรับรู้ดี ในตัวอย่างที่คลาสสิก วากเนอร์และ al. (2004) รายงานว่า ผู้เข้าร่วมได้รับเป็นปัญหาคณิตศาสตร์ท้าทายหลังจากนอนหลับ ในขณะที่พวกเขานอกจากนี้ภายในงานที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิวการเลือกปฏิบัติในการศึกษาอื่น (Stickgold, 2005) แนะนำนอนเพิ่มรวมหลักฐานอีกชิ้นมาจาก Gais et al. (2006), ที่พบว่า ระยะเวลาของการนอนหลับทันทีหลังจากการเรียนรู้รายการของคำภาษาอังกฤษ และเยอรมันนำไปคงดีขึ้นเมื่อเทียบ กับอยู่ตื่นนอนแล้ว นี้บ่งชี้ว่า ไม่เฉพาะประโยชน์โดยตรงของการนอนหลับ แต่ยัง แนะนำว่า เมื่อรวมสำคัญเกิด - เร็ว ๆ นี้หลังจากการเข้ารหัสหน่วยความจำ
สำคัญการรวมคือ การก่อตัวของแบบแผน การรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์เฉพาะหรือวัตถุ กล่าวว่า ก่อนหน้านี้ รวมเกี่ยวข้องกับการเปิดใช้งานใหม่ของความทรงจำเฉพาะในรูปแบบที่เพิ่มความแข็งแกร่งสัมพันธ์ synaptic ระหว่าง neurones สอดคล้องกัน เปิดใช้งานใหม่ซ้ำมักจะเรียกว่าระยะยาว potentiation (LTP) สินค้าคล้ายกัน หรือคุ้นเคยข้อมูลมีแนวโน้มที่จะ เพิ่มเติมเสริมอย่างยิ่ง และในที่สุดยังพอที่จะเป็นแบบแผนสำหรับหน่วยความจำ
เปิดใช้งานใหม่การนอนหลับทำงานยังรวมแง่มุมของหน่วยความจำที่มาจากโมดูลรับรู้แตกต่างกัน ตัวอย่าง ข้อมูลภาพ เสียงข้อมูล และความรู้ที่มีอยู่ก่อนอาจต้องเรียกใช้ตัวตามกันไปแบบหน่วยความจำเดียวของเหตุการณ์ทั้งหมดหรือวัตถุใหม่
การวิจัยล่าสุดได้เริ่มเปิดเผยกลไกชีวเคมีได้ underpinning รวมหน่วยความจำในระหว่างนอนหลับ สองขั้นตอนสำคัญของการนอนหลับที่เกี่ยวข้องในกระบวนการมี "คลื่นช้าป" (SWS) และ นอน "เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วตา" (REM) ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างสมที่ลึกสุดภายในเวลากลางคืน โดยทั่วไปการแสดง SWS บทบาทในการเก็บรักษาความทรงจำ declarative (สติ recollections) ขณะ REM จะสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดมากขึ้นกับขั้นตอน (ทักษะพื้นฐาน) ความทรงจำ ขั้นตอนทั้งลักษณะรูปแบบแตกต่างกันของกิจกรรม คลื่นสมองซึ่งสามารถวัดได้โดยใช้เทคนิคเช่น electroencephalography (EEG), ที่หุงตบนหนังศีรษะวัดกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้น โดย neurons ที่ยิง
ที่สุดโดดเด่นกิจกรรมไฟฟ้าระหว่าง SWS มีคลื่นช้าแกว่ง ซึ่งมาใน neocortex ของสมอง คลื่นเหล่านี้ทำงานเพื่อกิจกรรม neuronal รไนซ์ และก่อให้เกิดการควบคุมบนลงล่างในจังหวะรอบ และคลื่นช้าแกว่ง "spindle คลื่น" จากทาลามัสและ ripples "คมคลื่น" จากฮิพโพแคมปัสประสานกิจกรรมของพวกเขาเพื่อให้จังหวะชั่วคราวในระหว่างการรวมบัญชี สั่นคลื่นช้าดูเหมือนยังชวน hyperpolarisation แพร่หลาย ซึ่งไม่ใส่กิจกรรมประสาท และ favours เก็บข้อมูลใหม่ผ่าน potentiation ระยะยาว ระหว่าง SWS กิจกรรมไฟฟ้านี้เป็นความคิดที่บอกเปิดใช้งานใหม่ทรง declarative (ฮิพโพแคมปัสตาม) ล่าสุด และควบคุมการโอนย้ายไปยัง neocortex ซึ่งพวกเขายังคงอยู่เป็นความทรงจำอย่างถาวร สนับสนุนสมมติฐานนี้ ปราบปราม ripples คลื่น hippocampal คมพบการทำพื้นที่หน่วยความจำ (Girardeau et al, 2009)
โดยการเปรียบเทียบ นอนหลับ REM เกี่ยวข้องกับกลไกที่แตกต่างกัน มันมีคลื่น ponto-geniculo-ท้ายทอย (PGO) จาก brainstem และ visual cortex และทีตาแกว่งจากฮิพโพแคมปัส (แม้ว่าหลังมีการพบในหนูมากกว่ามนุษย์) กิจกรรมนี้ตามมา ด้วยระดับสูงของ acetylcholine สารสื่อประสาท ซึ่งปรากฏขึ้นเพื่อส่งเสริมเพิ่มเติมรวม synaptic ไม่ มีสัญญาณรบกวนจากสิ่งเร้าภายนอก Synapses ยังดูเหมือนจะ แสดง plasticity มากขึ้นในระหว่างนอนหลับ REM ซึ่งส่งเสริม potentiation ระยะยาว

Results (Thai) 3:

บทความทางวิทยาศาสตร์
นอนบนมัน
ทำไมส่วนที่เหลือคืนที่ดีที่ทำให้ทุกความแตกต่างในความทรงจำ . . . . . . .

อลิสเคแม้ว่าหลายกาแฟซดยามดึกเรียนนักเรียนจะเรียกร้องอย่างอื่น หนึ่งชิ้นคลาสสิกของคำแนะนำด้านวิชาการคือ ' นอนจะปรับปรุงหน่วยความจำของคุณ ในขณะที่บางคนเรียกร้อง เช่น การจดจำข้อมูลจากการฟังเทปขณะหลับ อาจจะไร้สาระมีหลักฐานชัดเจนในบทบาทของนอนรวมหน่วยความจำ
รวมหน่วยความจำ หมายถึง กระบวนการที่เปลี่ยนความทรงจำใหม่และเสริมที่จะกลายเป็นมีเสถียรภาพมากขึ้นและถาวร มันเกิดขึ้นหลังจากที่ข้อมูลใหม่ถูกลง แต่ยังคงส่งผลกระทบต่อความทรงจำสำหรับสัปดาห์หรือแม้กระทั่งเดือนหลังจากนั้น โดยทั่วไปแล้วกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับ reactivations อย่างเป็นระบบของความทรงจำ - ในการสั่งซื้อที่พวกเขาถูกสร้างขึ้น ซึ่งช่วยเสริมสร้างการเชื่อมต่อ synaptic ในเซลล์ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น ความทรงจำที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมมอเตอร์จะเห็นการฟื้นฟูในมอเตอร์เขตระหว่างรวม อย่างไรก็ตาม มันทั้งเสียเวลาและทรัพยากรการดังนั้น การนอนคิดเป็นเวลาที่เหมาะสมที่สุดเพื่อเสริมสร้างความทรงจำ เป็นพลังงานมากขึ้นสามารถใช้ได้ขณะที่ร่างกายพักผ่อน
ประโยชน์ของการนอนในหน่วยความจำจะจัดดีในการทดลองทางความคิด ในตัวอย่างที่คลาสสิก , วากเนอร์ et al . ( 2004 ) รายงานว่า ผู้เข้าร่วมได้เข้าใจในปัญหาที่ท้าทายคณิตศาสตร์ หลังจากนอนในขณะที่พวกเขายังปรับปรุง ในงานที่เกี่ยวข้องกับการเลือกปฏิบัติในการศึกษาอื่น ( เนื้อ stickgold , 2005 ) อีกหลักฐานที่ชี้ให้เห็นนอนเพิ่มรวมมาจาก gais et al . ( 2006 ) ที่พบว่า ระยะเวลานอนทันทีหลังจากการเรียนรู้รายชื่อภาษาอังกฤษและภาษาเยอรมันคำ LED ดีกว่าเมื่อเทียบกับการตื่นอยู่ แล้วก็หลับไปนี้แสดงให้เห็นว่าไม่เพียง แต่ผลประโยชน์โดยตรงของการนอนหลับ แต่ยังชี้ให้เห็นว่าเมื่อรวมเอาสถานที่สำคัญ - หลังจากการเข้ารหัสของหน่วยความจำ
คีย์รวมการสร้าง schema ที่รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเหตุการณ์เฉพาะหรือวัตถุ ตามที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้รวมเกี่ยวข้องกับสถานะของความทรงจำที่เฉพาะเจาะจงในรูปแบบที่ช่วยเสริมสร้างการเชื่อมต่อการทำงานระหว่างเซลล์ประสาทที่สอดคล้องกัน ย้ำอีกครั้ง เรียกว่าเอ็น - ระยะยาว ( LTP ) ที่คล้ายกันหรือคุ้นเคยรายการของข้อมูลมักจะเป็นมากขึ้นขอเสริม และในที่สุดมีการเชื่อมต่อพอที่จะสร้าง schema สำหรับหน่วยความจำ
สถานะในการนอนยังทำงานรวมแง่มุมของโมดูลหน่วยความจำที่มาจากการรับรู้ที่แตกต่างกัน ตัวอย่าง ภาพ เสียง และข้อมูลความรู้ที่มีอยู่ก่อน อาจจะใช้ควบคู่กับรูปแบบหน่วยความจำของเหตุการณ์ทั้งหมด หรือวัตถุ
การวิจัยล่าสุดได้เริ่มเปิดเผยที่สุดกลไกทางชีวเคมีการรวมหน่วยความจำในขณะนอนหลับ สองขั้นตอนสำคัญของการนอนหลับที่เกี่ยวข้องในกระบวนการ " คลื่นสมองช้า " ( SWS ) และ " เคลื่อนไหวรวดเร็วตา " ( REM ) นอน ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการนอนหลับลึก ต่อมาในตอนกลางคืน SWS มีมักจะถูกแสดงบทบาทในการจัดเก็บ ( recollections มีสติ ) ความทรงจำในขณะที่ REM จะเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการ ( ทักษะพื้นฐาน ) ความทรงจำ ทั้งสองมีรูปแบบแตกต่างกันของคลื่นสมอง ซึ่งสามารถวัดได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่นการบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง ( EEG ) ที่ขั้วไฟฟ้าบนหนังศีรษะวัดกระแสไฟฟ้าที่สร้างโดยเซลล์ประสาทยิง
กิจกรรมไฟฟ้าที่โดดเด่นที่สุดในช่วง SWS มีการสั่น คลื่นช้าซึ่งเกิดในนีโอคอร์เท็กซ์ของสมอง คลื่นเหล่านี้ทำงานเพื่อประสานกิจกรรมและควบคุมการกระตุ้นจากบนลงล่างในรอบเป็นจังหวะ รวมทั้งการสั่นของคลื่นช้า , " คลื่น " แกนจากทาลามัสและ " คลื่น " คมระลอกจากฮิปโปแคมปัสประสานงานกิจกรรมของพวกเขาเพื่อให้จังหวะเวลาในการรวมการสั่นของคลื่นช้ายังดูเหมือนว่าจะทำให้แพร่หลาย hyperpolarisation ซึ่งยับยั้งกิจกรรมของระบบประสาท และช่วยเก็บข้อมูลใหม่ผ่านทางเอ็น - ระยะยาว ระหว่าง SWS , กิจกรรมไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงนี้เป็นความคิดที่จะกระตุ้นสถานะล่าสุดของการประกาศ ( ใช้สมอง ) ความทรงจำและควบคุมการโอนไปยัง neocortex , ที่พวกเขายังคงเป็นความทรงจำถาวรในการสนับสนุนสมมติฐานนี้ , การปราบปรามของฮิปโปแคมปัสคมคลื่นระลอกที่ได้รับพบว่าลดลงในพื้นที่หน่วยความจำ ( girardeau et al , 2009 )
REM การนอนหลับโดยการเปรียบเทียบที่เกี่ยวข้องกับกลไกที่แตกต่างกัน มันคุณสมบัติณ จุด geniculo ท้ายทอย ( pgo ) คลื่นจากก้านสมอง และสมองภาพ ,และ Theta การสั่นจากฮิปโปแคมปัส ( แต่หลังได้พบในหนูมากกว่ามนุษย์ ) กิจกรรมนี้เป็นกิจกรรมที่มีระดับของสารสื่อประสาท acetylcholine ซึ่งจะปรากฏขึ้นเพื่อส่งเสริมการทำงานเพิ่มเติมรวมโดยไม่มีการแทรกแซงจากสิ่งเร้าภายนอก เส้นประสาทยังแสดงออกมากกว่าพลาสติกในระหว่างการนอนหลับ REM ซึ่งส่งเสริมเอ็น - ระยะยาว