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温和的声音增强老人记忆和深度睡眠

文/Northwestern University 编译 /唐超

大约40%到70%的60岁以上成年人有睡眠问题。 (Shutterstock)
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西北大学研究表明,温和的声音——比如瀑布的奔流声,与脑电波节奏同步,能显著增强老年人的深度睡眠,也能提高老年人记忆单词的能力。

温和声音通常是粉红噪声,亦称1/ƒ噪音、闪烁噪声,是一个具有功率谱密度与频率成反比特征频谱的信号。在粉红噪声中,每个倍频程中都有一个等量的噪声功率。粉红噪声的名称源于这种功率谱下的可见光视觉颜色为粉色。

深度睡眠对于巩固记忆至关重要。人从中年开始,深度睡眠大幅减少。科学家认为,这一因素导致了记忆力的逐步衰退。研究显示,聆听粉红声音明显增强了实验参与者的深度睡眠,提高了其记忆测试的得分。

“这是一种创新的、简单的、安全的非药物治疗方法,可能有助于改善大脑健康。”资深学者、西北大学范伯格医学院(Northwestern University Feinberg School of Medicine)神经病学教授、睡眠专家菲利斯‧泽(Phyllis Zee)说,“这是个有潜力的工具,可以增强老年人的记忆力,减缓随年龄增长而来的记忆衰退。”

粉红噪音增强慢波深度睡眠

研究发表于《人类神经科学前沿》(Frontiers in Human Neuroscience)。实验对象是老年人,研究增强深度睡眠对提高记忆力的帮助,并使用了新型的声音系统,使得声音刺激在老年人群中有效。

这项研究中,参与实验的是13名60岁及以上的老人,全部来自西北大学的认知神经学和阿尔茨海默病中心。他们一晚接受了声学刺激,聆听粉红噪音;另一晚听假声学刺激。假声学刺激的实施过程与粉红噪音相同,但参与者在睡眠中没有听到任何声音。这些人在晚上开始实验前进行了记忆测试,并在实验后的第二天早上再次测试。听假声学刺激后,参与者的记忆能力在早上一般只能提高几个百分点。然而,聆听粉红色噪音,记忆力的平均改善幅度高达三倍。

慢波睡眠增强的程度与记忆改善的程度有关。以前的研究表明,在深度睡眠期间实施声学刺激可以巩固年轻人的记忆;此次实验则表明,即使是老年人,慢波睡眠期间接收的声音对记忆力依然非常重要。泽表示,尽管科学家们还没有研究过,反复几晚聆听粉红噪音效果如何,但这种方法可能是一种可行的提高记忆水平的措施,可以在家里长期使用。

研究还实时读取参与者的脑电波,在其处于深度睡眠期间,神经元交流的精确时刻,锁定粉红噪音刺激。深度睡眠期间,每个脑电波震荡减缓到大约每秒一次,而在清醒状态下每秒有10次振荡。研究的共同作者乔瓦尼‧桑托斯塔西(Giovanni Santostasi)开发了一种算法,在慢波振荡的上升部分发出声音。这种刺激增强了神经元活动的同步性。在声音刺激后,参与实验的老年人的慢波在睡眠中增加了。

声音助睡眠、增记忆 新技术可望走入家庭

本次研究的第一作者、在实验室工作的神经科学博士生妮莉‧帕帕拉姆博拉(Nelly Papalambros)表示,需要进行更大规模的研究,来确认这种方法的有效性,她说,“我们的想法是能够让人们在家里使用这种方法”;“我们希望推广在家中进行的、长期的研究”。

在范伯格大学神经学助理教授、睡眠专家罗尼尔‧马可尼(Roneil Malkani)的指导下,针对有记忆障碍的病人,西北大学的其他科学家正在进行类似实验,来确定声音刺激是否能增强这些人的记忆。

此前,一项与西北大学温伯格文理学院(Weinberg College of Arts and Sciences at Northwestern)心理学教授肯‧帕勒(Ken Paller)合作的研究表明,对于轻度认知障碍患,其睡眠与记忆障碍之间可能存在联系。

西北大学已经研发出的声音技术申请了专利。深波技术公司(DeepWave Technologies, Inc.)的共同创办者桑托斯塔西计划将该技术商业化。

原文:Sync Pink Noise With Brain to Get Better Deep Sleep刊登于英文《大纪元时报》。

责任编辑:韩玉#◇

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