ハーバード大学医学大学院の研究によると、睡眠時間が足りなかったり、睡眠の質が低かったりする人は集中力に欠け、効率よく学習できないことや、睡眠が記憶の固定化に関して重要な役割を持っていることがわかっています。記憶の固定化とは短期記憶が長期記憶になることを示しており、例えば、作成したばかりの新しいメールアドレスはすぐに忘れてしまう短期記憶ですが、何度も使用するうちに暗記してしまい長期記憶へと変わり、これが記憶の固定化と呼ばれるものです。学習能力や記憶力に関するメカニズムは完全には解明されていませんが、学習および記憶力は収集・固定・想起という3つの要素から成り立っていると仮定されていて、「収集」は脳が新しい情報を取り入れること、「固定」は記憶が安定すること、「想起」は脳に保存された情報を取り出すことをそれぞれ意味します。また、収集と想起は体が起きている状態のときのみ発生しますが、記憶の固定は睡眠時にだけ発生するそうです。
寝ている間にだけ発生すると言われている記憶の固定に関して、レム・ノンレム睡眠時という2種類の睡眠ステージでも記憶の固定化は同じように発生するのかを調べた実験も行われ、体が眠っているのに脳が起きている状態のレム睡眠が、新しい情報を取り入れる「収集」に大きな役割を持っていることが確認されています。 レム睡眠と反対に体と脳の両方が眠っている状態のノンレム睡眠が学習能力に影響を与えることも判明しています。ノンレム睡眠は眠りの深さの程度によって4段階に分けられており、その中で最も眠りが深いレベルである徐波睡眠は、脳に保管された中でも新しい情報にアクセスして固定化する、つまり新しい情報を長期記憶へ変える作用があるのですが、その過程において、徐波睡眠が事実と経験を保持する
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