研究人员表明，我们可以在慢波睡眠的不同阶段习得新语言的词汇，并且在醒来后无意识状态下仍能提取睡眠中学会的词汇。记忆的形成似乎由与清醒时词汇学习相同的大脑结构所介导。
如果睡眠期间的"重播"能改善睡眠前所学信息的存储，那么"首播"——即新信息的初始处理——也应该能在睡眠期间进行，并可能形成持续到醒后的记忆痕迹。这是瑞士伯尔尼大学心理学系及跨学院研究合作项目"解码睡眠"的Katharina Henke、Marc Züst和Simon Ruch的研究问题。这些研究人员首次证明，在午睡期间，新的外语单词及其翻译单词可以建立关联，这种关联能被存储到醒后。醒来后，当再次呈现睡眠中播放过的外语单词时，参与者可以重新激活睡眠期间形成的关联，从而获取词义。海马体，这个对清醒状态下的联想学习至关重要的大脑结构，也支持了睡眠期间形成的关联的检索。这项实验的结果以开放获取的方式发表在科学期刊《当代生物学》上。
脑细胞的活跃状态对于睡眠学习至关重要
Katharina Henke的研究团队研究了睡眠中的人是否能在脑细胞活跃状态，即所谓的"上行状态"期间，在播放的外语单词和翻译单词之间形成新的语义关联。当我们进入深度睡眠阶段时，我们的脑细胞会逐渐协调它们的活动。在深度睡眠期间，脑细胞通常会短暂地共同活跃一段时间，然后共同进入一个短暂的不活跃状态。活跃状态称为"上行状态"，不活跃状态称为"下行状态"。这两种状态大约每半秒钟交替一次。
睡眠中播放的人工语言单词及其德语翻译单词之间的语义关联，只有当一对词中的第二个词在上行状态期间被重复（2、3或4次）播放时，才能被编码和存储。例如，当睡眠中的人听到"tofer = 钥匙"和"guga = 大象"这样的词对时，醒来后他们能够以高于随机水平的准确率判断睡眠中播放的外语单词指的是大的东西（"Guga"）还是小的东西（"Tofer"）。"有趣的是，在清醒状态下检索睡眠中学到的词汇时，大脑的语言区域和海马体——大脑中至关重要的记忆中枢——被激活了，因为这些大脑结构通常调节着清醒状态下新词汇的学习，"本文共同第一作者Marc Züst说。"这些大脑结构似乎在调节记忆形成时，不受主流意识状态的影响——深度睡眠期间的无意识状态，清醒期间的有意识状态。"
记忆形成不需要意识
除了其实用价值外，这一关于睡眠学习的新证据对当前的睡眠理论和记忆理论提出了挑战。将睡眠视为一种与外界隔绝的精神状态，在这种状态下我们与物理环境分离的观点已不再站得住脚。"我们可以反驳深度睡眠期间不可能进行复杂学习的观点，"共同第一作者Simon Ruch说。当前的结果强调了Katharina Henke在2010年发表的关于记忆与意识关系的新理论观点（《自然 Reviews 神经科学》）。"深度睡眠能在多大程度上以及以何种后果被用于获取新信息，将是未来几年的研究课题，"Katharina Henke说。
解码睡眠
Katharina Henke的研究团队是跨学院研究合作项目"解码睡眠：从神经元到健康与心智"（IRC）的一部分。"解码睡眠"是一个大型的跨学科研究项目，由瑞士伯尔尼大学资助。来自医学、生物学、心理学和信息学的十三个研究小组是该IRC的成员。这些研究小组的目标是更好地理解涉及睡眠、意识和认知的机制。
所报告的研究是与Roland Wiest合作进行的，他隶属于伯尔尼大学Inselspital医院诊断和介入神经放射学研究所的高级神经影像学支持中心（SCAN）。这两个研究小组也属于BENESCO联盟，该联盟由22个跨学科研究小组组成，专门研究睡眠医学、癫痫和意识状态改变。