睡眠与学习效率

1、 睡眠与学习效率 研究小组成员：郑阳锋 郑阳 黄子涛 林晓东 庄铭楠 庄国创 林晓钿 研究小组组长：郑阳锋 指导老师：陈国咏 一、研究的背景： 1 1、 人的睡眠分为慢动眼睡眠和快动眼睡眠两个时向。 浓度的快动眼睡眠在记忆 储存、维持组织、信息整理及新的学习、表现等都发生在快动眼睡眠的最后阶 段，而快动眼睡眠通常发生在 8 8 小时睡眠期的后部，并可以持续 9090 分钟左右。 虽然我们可能并没有觉察到，但是，我们当中大局部人的睡眠其实都是不够的， 这不仅降低了生活质量，还可能引发疾病。 2 2、 为了弥补这种普遍的睡眠缺乏，马斯博士提倡“小睡。这种小睡是指每 天正式睡眠醒来后再小睡 2020

2、 分钟，其效果比晚上早睡要好得多。 3 3、 特别强调的是，现在中小学生虽然说“减负 了，但是由于各种各样的考 试压力，他们并不轻松，很多人睡眠的时间明显缺乏。与过去相比，实际上是 明松暗紧。这实际上无论对社会还是对家庭都是得不偿失的。我们认为， 只有 睡好觉，才能学习好。睡好觉并不会阻碍前程：睡眠时间必须保证！ 二、研究的内容： 1 1、睡眠： 睡眠从来就是人们感兴趣的研究课题，因为人的生命约有 1/31/3 是在睡眠中度 过的，并且睡眠可以恢复精神和解除疲劳。自 2020 世纪初，借助脑电图的分析， 发现睡眠时脑电活动呈现特殊慢波。19521952 年乂有人发现睡眠过程中经常发生短 时间的

3、、快速的眼球运动，并伴有快速低幅的脑电波。这一重要发现导致睡眠 研究的蓬勃开展。已经证明，睡眠是大脑的主动活动过程，而不是被动的觉醒 状态的取消；脑内许多神经结构和递质参与睡眠的发生和开展(从而开展了梦 的生理学研究以及临床睡眠紊乱症的鉴别诊断和治疗等)。但至今对睡眠的起 源、发生和开展的机制，时相转换的生理根底，以及睡眠如何消除疲劳等重要 问题仍然不其了解。 (1)(1) 、正常睡眠由两个交替出现的不同时相所组成，一个是慢波睡眠，乂称非 快速眼动睡眠，另一个那么是异相睡眠，乂称快速眼动睡眠，此时出现眼球快速 运动，并经常做梦。 (2)(2) 、慢波睡眠：根据人脑电波的特征，通常将此时相区分为

4、 4 4 个不同的期， 即相应于睡眠由浅入深的过程。第 1 1 期常出现在睡眠伊始和夜间短暂苏醒之后； 第 2 2 期代表浅睡过程；第 3 3 期代表深睡状态；第 4 4 期具有消除疲劳的功能，因 为人在长时间体力劳动或不睡后，在恢复睡眠中此期延续很久。随着睡眠由浅 入深，意识逐步丧失，血压略降，心率、呼吸减慢，瞳孔缩小，体温和代谢率 均下降，尿量减少，胃液增多，唾液分泌减少，发汗功能增强等。 (3)(3) 、异相睡眠：是在睡眠过程中周期出现的一种冲动状态。自主神经系统活 动增强，如心率、呼吸加速，血压升高，脑血流及耗氧量均增加，表现出 3 3 个 特征：低电压，快频脑波；颈部肌肉张力松弛以及

5、脊髓反射被抑制，此时 运动系统受到很强抑制；频繁出现快速的眼球运动，同时在一些和视觉有关 的脑结构，包括大脑皮层视区，出现高大锐波，统称脑桥 -膝状体-枕区皮层波 (PGO)(PGO)。由于快速眼动只存在于异相睡眠中， 故后者常被叫做快速眼动睡眠。 2 2、 研究发现： 1313- -1818 岁的宵少年每天至少有 9 9 小时的睡眠 09:0009:00-11:0011:00 精华期-此时为注意力及记忆力最好，为工作与学习的最正确时段。 14:0014:00-15:0015:00 顶峰期-是分析力和创造力得以发挥淋漓的极致时段！ 20:0020:00-22:0022:00 夜修期-此为晚上活

6、动的巅峰时段，建议您善用此时段进行商议， 进修等需要思虑周密的活动。 23:0023:00-24:0024:00 夜眠期-经过镇日忙碌，此时应该放松心情进入 梦乡，千万别让身 体过度负荷，那可得不偿失。 3 3、 睡眠缺乏的危害： (1)(1) 、影响大脑的创造性思维 科研人员研究认为，人的大脑要思维活晰、反响灵敏，必须要有充足的睡 眠，如果长期睡眠缺乏，大脑得不到充分的休息，就会影响大脑的创造性思维 和处理事物的能力。 (2)(2) 、影响宵少年的生长发育 宵少年的生长发育除了遗传、营养、锻炼等因素外，还与生长素的分泌有 一定关 系。生长素是下丘脑分泌和一种激素，它能促进骨骼、肌肉、脏器的发

7、 育。由于生长素的分泌与睡眠密切相关，即在人熟睡后有一个大的分泌顶峰， 随后乂有几个小的分泌顶峰，而在非睡眠状态，生长素分泌减少。所以，宵少 年要发育好，长得高，睡眠必须充足。 (3)(3) 、影响皮肤的健康 人的皮肤之所以柔润而有光泽，是依靠皮下组织的毛细血管来提供充足的 营养。睡眠缺乏会引起皮肤毛细血管瘀滞，循环受阻，使得皮肤的细胞得不到 充足的营养，因而影响皮肤的新陈代谢，加速皮肤的老化，使皮肤颜色显得晦 日首而苍白。尤其眼圈发黑，且易生皱纹。 (4)(4) 、导致疾病发生 经常睡眠缺乏，会使人心情忧虑焦急，免疫力降低，由此会导致种种疾病 发生，如神经衰弱、感冒、胃肠疾病等。睡眠缺乏还会

8、引起血中胆固醇含量增 高，使得发生心脏病的时机增加；人体的细胞分裂多在睡眠中进行，睡眠缺乏 或睡眠紊乱，会影响细胞的正常分裂，由此有可能产生癌细胞的突变而导致癌 症的发生。一般说来，不同年龄的人每天所需的睡眠中学生每天应睡 8 8- -9 9 小时 成年人每天需睡 7 7- -8 8 个小时。 4 4、睡眠与学习效率 (1)(1) 、睡眠时大脑并没有休息 “夜猫子平均学分绩点低 为了认识睡眠和记忆问的复杂关系，科学家在过去的十年中，做了大量的实验研究 与临床研究。 美国心理学家詹妮弗调查“学生睡眠习惯后发现 ：大一学年年末的平均学分绩点 早睡早起的“云雀型为 3.18;3.18;而“夜猫子型是

9、 2.482.48。 美国匹兹堡大学的研究人员对 1414 岁至 1818 岁的宵少年进行研究后发现：“睡眠质量 很差的学生，数学成绩不太好；睡眠质量较好的学生，容易获得更好的英语成绩。 还一个研究发现“开夜车，会使“死记硬背的效果下降约 40%40% 研究人员由此问，为何睡眠会如此地影响学习效果和成绩？睡眠是否对于我们处理 数学中的抽象问题更为有益？ 睡眠时仍有脑电波活动 科学家在研究中发现，其实，我们的大脑在睡眠中并没有休息，它仍有高度活泼的脑 部活动。 血流量与脑神经元细胞的活性相关，研究人员研究说明：在睡眠状态下，大脑的脑血 流量只减少了 20%20%脑神经细胞电位反映了人脑的思维活动

10、，研究人员发现：睡眠中的脑 部仍有电流活动。 白天小憩也有益 18961896 年 2 2 月 1717 日，门捷列夫工作之余打了一个盹，醒来发现自己解决了化学元素如 何按一定的方式进行分组排列的问题。 美国加州大学最近的调查显示，对于特定的学习任务，睡了午觉人的学习效果，好于 没有睡午觉的人。 种种研究显示：白天小憩或牛睡，与夜晚睡眠有同样的效果。但，为何睡眠会提高学 习效率？ (2)(2) 、睡眠的功能是处理记忆 睡眠增强记忆 人在睡眠中，脑细胞是如何实现对信息的记忆的？ 科学家提出，记忆，就是细胞之间的联系增强。在记忆过程中，不同的神经细胞同 步发出电子脉冲，从而使这些细胞联系在一起，实

11、现了记忆。 人在深度睡眠期间，大脑中会产生一种速度较慢的生物电波， 其生成机制和记忆产 生的机制相似，起到了强化记忆的作用。 美国心理学家詹妮弗计算发现，“夜猫子睡觉晚，但早上却必须早起上课，他们 比“云雀每晚少睡 4141 分钟。学生学习以记忆为主，而 睡眠缺失使记忆形成的能力下 降，这可能是他们平均学分绩点低的原因之一。 睡眠稳固记忆 科学家用大鼠做实验：将一只大鼠放在梭箱内，亮灯几秒钟后给梭箱通电，大鼠受 电击拼命奔逃，最后发现梭箱有一个洞，于是钻过去进入了不通电的平安区。经过十几 次的重复，大鼠“学会了一看到灯光就立即钻洞进入平安区。过了一段时间，老鼠仍 能一看到灯光，就立即钻洞逃入平

12、安区，这证明大鼠对以往的“逃生经验还有记忆。 后来科学家在训练大鼠时，不让它睡眠，结果发现大鼠“逃生的学习成绩很差， 过了同样的一段时间后，它还将“逃生经验给忘记了。 为何睡眠能让记忆更长久？ 科学家推测，我们刚学的新知识暂时地被放在大脑的“海马体区域；而长久记忆 的知识那么储存在“新皮层。睡眠时，“海马体缓慢而规律地向“新皮质脑区放出 微弱的电流讯号，这是在将新学的知识从临时仓库，转移储存到长久的仓库中去， “短 期记忆被转化为了 “长期记忆。 为何人晚自习的学习效率最高？是因为学习后立即睡觉， 印在“海马体脑区的新 知识印痕，在还没有淡化前，立刻被搬进了 “永久仓库。 睡眠腾空“邮箱 学生

13、们都有这样的感觉，早自习时背书，背外文单词，更容易记住，这是为什么？ 科学家试验发现，一夜不睡，将使大脑吸收新知识的能力降低将近 40%40%这乂是为 什么？ 其原因是，睡眠有帮助“腾空大脑的功能。 如果连续学习，灌进的新知识挤满了暂时存放它们的“海马体，就像邮件挤满了 信箱，再也不能接收新的邮件一样； 睡眠时，知识被转移至容量更大的“新皮质，这 样，满载记忆的“海马体被活空了，从而保证有足够空间“存放新的记忆。 睡眠整理信息 听一位记者朋友讲，她每逢去采访医学专家，采访完后，专业知识、创新思路、管 理高招等，塞进头脑的东西像一大堆乱麻，理不出个头绪，于是十脆不想；待活晨醒来 再想 时，一、二

14、、三、四，文章条理活晰了，连大小标题都跳了出来。 为何会如此？因为信息的重组，能在睡眠中解决。科学家研究证实，人在深睡状态 下，海马区域的信息转移到新皮层区域时，并非是简单地搬家，而是在搬家的过程中， 将信息进行分类加工，就像图书管理员将新购进的书，分门别类地放上一格格书架一样。 有的学生，经常熬夜，很用功地学习，但成绩仍差，为何？研究人员认为，有个原 因是：缺乏睡眠，扰乱了大脑中整理新记忆的区域一一海马体的功能。 睡眠有利创新思维 缝纫机的创造者一日夜睡做梦，梦见一群原始人举着长矛刺他，长矛逼近时，他看 到每个矛头都有眼睛样的孔。醒来时他茅塞顿开，得出了创造性的设想：把缝纫机的针 眼设在针尖

15、处！ 再有，门捷列夫睡梦中创造了 “元素周期表，凯库勒睡梦中发现苯的分子式呈环 状。 我们其实很多人都有这样的经历，昨天晚上还看似不能解决的问题，如一道数学难 题，早上醒来，突然问有了答案。人睡眠时为何会有创新思维？ 最新研究成果显示，人在深度睡眠中，海马区与多个大脑区域有着紧密的合作关系， 在这样的合作中，大脑活动聚合和处理着白天获得的信息， 加强着对知识的理解、识别、 选择和保存着记忆的关键特征，一些很需要或很重要的知识得到了保存和加强，而一些 被认为是多余的知识那么被“擦掉，因此留下来的记忆更为有用。知识经这样的处理后， 创新思想便从中跃然而出了。 学生，尤其是处于升学阶段(中二、高考、

16、考研)的学生，这种信息整合能力，以及 在此根底上的创新思维是非常重要的。 特别是考生，假设睡眠缺乏，影响了创新思维能力，上了考场，面对那些为拉开分数 而设计的难度较大的题目，很可能无法应对。 (3)(3) 迎考更需充足睡眠 睡眠缺乏易致决断失误 美国得克萨斯大学的研究人员选取了 4949 名军校学员，要求这些人分别在睡眠充足 及缺乏的情况下完成所谓的“信息整合型任务，即凭借对已有信息的整合分析，迅速 作出相应决断。结果发现，睡眠缺乏时，他们完成信息整合任务的准确性，会比正常情 况下降低2.4%;2.4%;而睡眠很充足时，准确性会比正常情况下提高 4.3%4.3%。 为何睡眠缺乏会降低人的信息整

17、合能力，从而导致决断失误？原因复杂，其中有个 原因是，大脑有关区域在缺觉的情况下，会自动关闭；另外，前额皮质控制的执行功能 的能力，在睡眠缺乏后，比其他认知能力如知觉和记忆测验更弱。 因此提醒：考前熬夜，考场答题时，很可能会判断失误。 睡眠缺乏难集中注意力 科研人员把 2424 名大学生分成两组，先让他们进行测验，结果两组测验成绩一样。 然后，让一组学生一夜不睡眠，另一组正常睡眠，再进行测验。结果没有睡眠组学生的 测验成绩大大低于正常睡眠组学生的成绩。 其中有个原因是，睡眠的缺乏，导致前额顶叶承当认知任务的注意力的网络活性减 少了；研究人员还疑心，睡眠缺失导致记忆编码缺乏，从而使人不能集中注意力。 上了考场，需要精神专注的答题，自然需要好的睡眠。 睡眠缺乏产生“假记忆 郑阳德国的神经科学家近期做了一个“假记忆 的测试。参加试验的大学生被要 求先学习一连申儿的单词，如声音、钢琴、乐队、音调、歌曲等等。然后，一半学生去 睡觉，一半人那么继续保持活醒。3333 小时- -4444 小时后，让这些人进行单词识别。