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溫和的聲音增強老人記憶和深度睡眠

文/Northwestern University 編譯 /唐超

大約40%到70%的60歲以上成年人有睡眠問題。 (Shutterstock)
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西北大學研究表明,溫和的聲音——比如瀑布的奔流聲,與腦電波節奏同步,能顯著增強老年人的深度睡眠,也能提高老年人記憶單詞的能力。

溫和聲音通常是粉紅噪聲,亦稱1/ƒ噪音、閃爍噪聲,是一個具有功率譜密度與頻率成反比特徵頻譜的信號。在粉紅噪聲中,每個倍頻程中都有一個等量的噪聲功率。粉紅噪聲的名稱源於這種功率譜下的可見光視覺顏色為粉色。

深度睡眠對於鞏固記憶至關重要。人從中年開始,深度睡眠大幅減少。科學家認為,這一因素導致了記憶力的逐步衰退。研究顯示,聆聽粉紅聲音明顯增強了實驗參與者的深度睡眠,提高了其記憶測試的得分。

「這是一種創新的、簡單的、安全的非藥物治療方法,可能有助於改善大腦健康。」資深學者、西北大學范伯格醫學院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)神經病學教授、睡眠專家菲利斯‧澤(Phyllis Zee)說,「這是個有潛力的工具,可以增強老年人的記憶力,減緩隨年齡增長而來的記憶衰退。」

粉紅噪音增強慢波深度睡眠

研究發表於《人類神經科學前沿》(Frontiers in Human Neuroscience)。實驗對象是老年人,研究增強深度睡眠對提高記憶力的幫助,並使用了新型的聲音系統,使得聲音刺激在老年人群中有效。

這項研究中,參與實驗的是13名60歲及以上的老人,全部來自西北大學的認知神經學和阿爾茨海默病中心。他們一晚接受了聲學刺激,聆聽粉紅噪音;另一晚聽假聲學刺激。假聲學刺激的實施過程與粉紅噪音相同,但參與者在睡眠中沒有聽到任何聲音。這些人在晚上開始實驗前進行了記憶測試,並在實驗後的第二天早上再次測試。聽假聲學刺激後,參與者的記憶能力在早上一般只能提高幾個百分點。然而,聆聽粉紅色噪音,記憶力的平均改善幅度高達三倍。

慢波睡眠增強的程度與記憶改善的程度有關。以前的研究表明,在深度睡眠期間實施聲學刺激可以鞏固年輕人的記憶;此次實驗則表明,即使是老年人,慢波睡眠期間接收的聲音對記憶力依然非常重要。澤表示,儘管科學家們還沒有研究過,反覆幾晚聆聽粉紅噪音效果如何,但這種方法可能是一種可行的提高記憶水平的措施,可以在家裡長期使用。

研究還實時讀取參與者的腦電波,在其處於深度睡眠期間,神經元交流的精確時刻,鎖定粉紅噪音刺激。深度睡眠期間,每個腦電波震蕩減緩到大約每秒一次,而在清醒狀態下每秒有10次振蕩。研究的共同作者喬瓦尼‧桑托斯塔西(Giovanni Santostasi)開發了一種算法,在慢波振蕩的上升部分發出聲音。這種刺激增強了神經元活動的同步性。在聲音刺激後,參與實驗的老年人的慢波在睡眠中增加了。

聲音助睡眠、增記憶 新技術可望走入家庭

本次研究的第一作者、在實驗室工作的神經科學博士生妮莉‧帕帕拉姆博拉(Nelly Papalambros)表示,需要進行更大規模的研究,來確認這種方法的有效性,她說,「我們的想法是能夠讓人們在家裡使用這種方法」;「我們希望推廣在家中進行的、長期的研究」。

在范伯格大學神經學助理教授、睡眠專家羅尼爾‧馬可尼(Roneil Malkani)的指導下,針對有記憶障礙的病人,西北大學的其他科學家正在進行類似實驗,來確定聲音刺激是否能增強這些人的記憶。

此前,一項與西北大學溫伯格文理學院(Weinberg College of Arts and Sciences at Northwestern)心理學教授肯‧帕勒(Ken Paller)合作的研究表明,對於輕度認知障礙患,其睡眠與記憶障礙之間可能存在聯繫。

西北大學已經研發出的聲音技術申請了專利。深波技術公司(DeepWave Technologies, Inc.)的共同創辦者桑托斯塔西計劃將該技術商業化。

原文:Sync Pink Noise With Brain to Get Better Deep Sleep刊登於英文《大紀元時報》。

責任編輯:韓玉#◇

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