2025年10月，华南师范大学心理学院刘婧副教授在国际顶尖期刊《Communications Biology》（SCI，IF 5.1）上发表题为“Slow-wave sleep and REM sleep differentially contribute to memory representational transformation”的文章。该研究通过整夜脑电（EEG）记录结合表征相似性分析（RSA）技术，系统追踪了睡前学习与睡后提取阶段记忆的神经表征变化，揭示了慢波睡眠（SWS）和快速眼动睡眠（REM）在记忆表征转变中的差异性作用，为理解睡眠如何平衡记忆的细节保持和抽象整合提供了直接的神经证据。
睡眠在记忆巩固中的作用长期受到关注，但睡眠如何在保持记忆细节的同时，将其转变为更抽象的概念化表征，其背后机制仍不明确。以往研究主要依赖睡眠前后的行为测试结果来推测记忆的转变过程，这种方法难以区分记忆的自然衰退与真正的表征转变，也无法揭示记忆表征的精细结构。在理论层面，现有研究提示SWS与REM在睡眠依赖性记忆加工中均扮演重要角色，但二者在记忆转变中的作用尚存在争议。经典的主动系统巩固理论认为，SWS和REM在睡眠中协同互补，共同促进记忆整合与抽象化；而睡眠强化-优化假说则强调，SWS主要负责维持项目特异性的记忆表征，REM则更倾向于促进记忆的整合和图式化记忆的形成。
为厘清这一争议，该研究聚焦SWS与REM在记忆表征转变中的具体作用。实验中，35名健康成人在睡前完成图片-词语配对学习，随后进行整夜多导睡眠脑电监测，次日睡醒后完成记忆提取任务。通过RSA对比睡前学习与睡后提取两个阶段的神经表征相似性，量化记忆从“项目层面”（item-level）向“类别层面”（category-level）的转变程度（见图1）。结果显示，经过整夜睡眠后，项目层面的精细记忆表征显著减弱，而类别层面的抽象表征得以保持。进一步分析发现，REM%与SWS%比例（REM/SWS比值）与记忆表征转变程度显著相关：REM相对于SWS在整晚睡眠中占比越多，项目特异性的细节表征下降越多，语义类别表征则越强（见图2）。此外，REM睡眠中的theta（4–7 Hz）与beta（15–25 Hz）频段神经振荡正向预测了记忆的转变程度，SWS中的慢波活动（1–1.25 Hz）则表现出相反的模式（见图3）。研究结果支持了睡眠的强化-优化假说，指出SWS和REM睡眠在记忆巩固中的差异化作用。这一发现为睡眠与记忆研究领域关于两种睡眠阶段功能分化的理论争议提供了实证支持，也为后续探索基于睡眠节律的记忆调控策略提供了重要参考。
图1. 实验流程与分析框架图。A.实验流程，包含睡前学习、慢波睡眠期间的TMR、以及睡后提取任务；B. RSA分析策略，分别考察睡前学习与睡后提取阶段中记忆在“项目层面”与“类别层面”的神经表征。
图2. REM/SWS比值与记忆表征转变的关系。A、B：SWS与REM的乘积（SWS×REM）与记忆转变无显著关联；C、D：REM/SWS比值与项目层面表征强度变化呈负相关，即REM相对越多，项目细节表征削弱越明显；E、F：REM/SWS比值与类别层面表征强度变化呈正相关，即REM相对越多，抽象类别表征增强越显著。黑色线圈标注了统计显著的聚类时间窗口。
图3. 睡眠阶段功率与记忆表征转变相关性。A、B：REM睡眠中额叶theta功率（4–7 Hz）与项目层面变化呈负相关、与类别层面变化呈正相关；C、D：REM睡眠中额叶beta功率（15–25 Hz）与项目层面变化呈负相关，与类别层面变化呈正相关但不显著；E、F：SWS中额叶中央慢波活动功率（1–1.25 Hz）与类别层面变化呈负相关，与项目层面变化无显著相关。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s42003-025-08812-3