睡眠的各个阶段在形成记忆中起什么作用?“我们早就知道，有用的学习发生在睡眠中，”宾夕法尼亚大学的神经科学家 Anna Schapiro 说。“你在醒着的时候编码新的体验，你去睡觉，当你醒来时，你的记忆不知何故被改变了。”

然而，究竟如何在睡眠中处理新体验仍然是一个谜。使用他们建立的神经网络计算模型，宾夕法尼亚大学夏皮罗博士。学生 Dhairyya Singh 和普林斯顿大学的 Kenneth Norman 现在对这一过程有了新的认识。

在发表在《美国国家科学院院刊》上的研究中，他们表明，随着大脑在慢波和快速眼动 (REM) 睡眠中循环，这种睡眠大约每晚发生五次，海马体会教新皮质它学到的东西，将新奇、转瞬即逝的信息转化为持久的记忆。

“这不仅仅是一种在大脑局部回路中学习的模型。它是一个大脑区域如何在睡眠期间教另一个大脑区域的方式，此时没有来自外部世界的指导，”宾夕法尼亚大学助理教授夏皮罗说心理学系。“这也是我们如何随着环境的变化而随着时间的推移优雅地学习的建议。”

从广义上讲，夏皮罗研究人类的学习和记忆，特别是人们如何获取和巩固新信息。长期以来，她一直认为睡眠在这里发挥了作用，她和她的团队一直在实验室进行测试，记录参与者睡眠时大脑中发生的情况。

她的团队还建立了神经网络模型来模拟学习和记忆功能。对于这项工作，Schapiro 及其同事建立了一个神经网络模型，该模型由海马体(大脑的新记忆中心，负责学习世界的日常、情景信息)和新皮层(负责语言、高级等方面)组成。级认知，更永久的记忆存储。在模拟睡眠期间，研究人员可以观察并记录在这两个区域中哪些模拟神经元被激发，然后分析这些活动模式。