Sleep and memory
नींद और स्मृति के बीच संबंध का अध्ययन कम से कम 19वीं शताब्दी की शुरुआत से किया गया है। स्मृति, पिछले अनुभवों को संग्रहीत करने और पुनः प्राप्त करने, सीखने और पहचानने की संज्ञानात्मक प्रक्रिया, मस्तिष्क की शिथिलता का एक उत्पाद है, सिनेप्स के भीतर संरचनात्मक परिवर्तन जो उत्तेजनाओं के बीच संबंध बनाते हैं। उत्तेजनाओं को मिलीसेकंड के भीतर कूटबद्ध किया जाता है; हालाँकि, यादों के दीर्घकालिक रखरखाव में पूरी तरह से समेकित होने और एक स्थिर स्मृति बनने में अतिरिक्त मिनट, दिन या यहाँ तक कि साल भी लग सकते हैं जो सुलभ है (परिवर्तन या हस्तक्षेप के लिए अधिक प्रतिरोधी)। इसलिए, एक विशिष्ट स्मृति का निर्माण तेजी से होता है, लेकिन स्मृति का विकास अक्सर एक निरंतर प्रक्रिया होती है। स्मृति प्रक्रियाओं को स्थिर और उन्नत (गति बढ़ाने और/या एकीकृत) दिखाया गया है और रात की नींद और दिन की झपकी से यादें बेहतर रूप से समेकित होती हैं। नींद के कुछ चरणों को किसी व्यक्ति की स्मृति में सुधार के रूप में प्रदर्शित किया गया है, हालांकि यह कार्य-विशिष्ट है। आम तौर पर, माना जाता है कि घोषणात्मक स्मृतियों को धीमी-तरंग नींद से बढ़ाया जाता है, जबकि गैर-घोषणात्मक स्मृतियों को रैपिड आई मूवमेंट (आरईएम) नींद से बढ़ाया जाता है, हालांकि प्रयोगात्मक परिणामों में कुछ विसंगतियां हैं। स्मृति पर नींद का प्रभाव, विशेष रूप से मानव मस्तिष्क से संबंधित, तंत्रिका विज्ञान, मनोविज्ञान और संबंधित विषयों में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है। 1801 में, डेविड हार्टले ने पहली बार सुझाव दिया कि सपने देखने से नींद चक्र की तीव्र नेत्र गति (आरईएम) अवधि के दौरान मस्तिष्क के भीतर सहयोगी ग्रहों के संबंधों में बदलाव आया। यह विचार कि नींद का मानसिक रूप से पुनर्स्थापनात्मक प्रभाव था, यादों और विचारों को छांटना और मजबूत करना, 19वीं शताब्दी के अंत तक बौद्धिक रूप से स्वीकार्य था। 'पीटर एंड वेंडी' में जे. एम. बैरी ने लिखा, "यह हर अच्छी माँ की रात की प्रथा है कि जब उसके बच्चे सो रहे हों तो अपने दिमाग में झुनझुनी करें और अगली सुबह के लिए चीजों को ठीक करें, अपने उचित स्थानों पर उन कई लेखों को फिर से पैक करें जो आप सुबह उठने के दौरान भटक गए थे, जिन दुष्टताओं और बुरे जुनूनों के साथ आप बिस्तर पर गए थे, उन्हें छोटे से मोड़ दिया गया है और आपके दिमाग के निचले हिस्से में रखा गया है; और शीर्ष पर, खूबसूरती से प्रसारित, आपके सुंदर विचारों को फैलाया गया है, जो आपके लिए तैयार हैं।" पीटर पैन की कहानियाँ एक काल्पनिक दुनिया में होती हैं और संज्ञानात्मक मनोविज्ञान के पहलुओं के लिए कई संकेत हैं, जिनमें से कुछ उनकी औपचारिक वैज्ञानिक जांच से पहले के हैं। नींद और स्मृति के बीच संबंध का पहला अर्ध-बहु-व्यवस्थित अध्ययन 1924 में जेनकिंस और डालेनबैक द्वारा हर्मन एबिंगहॉस के स्मृति क्षय सिद्धांत का परीक्षण करने के उद्देश्य से किया गया था। उनके परिणामों से पता चला कि जागते समय के अंतराल की तुलना में नींद की अवधि के बाद स्मृति प्रतिधारण बहुत बेहतर था। हालाँकि, यह 1953 तक नहीं था, जब नींद को तेजी से आंखों की गति नींद और गैर-तेजी से आंखों की गति नींद में चित्रित किया गया था, कि स्मृति पर विशिष्ट नींद के चरणों के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित करने वाले अध्ययन आयोजित किए गए थे। जैसे-जैसे नींद और स्मृति के प्रभावों की व्यवहार संबंधी विशेषताओं को तेजी से समझा और समर्थित किया जा रहा है, शोधकर्ता नींद और स्मृति के कमजोर रूप से समझे गए तंत्रिका आधार की ओर रुख कर रहे हैं। निद्रा चक्र निद्रा एक चक्र में आगे बढ़ती है जिसमें पाँच चरण होते हैं। इनमें से चार चरणों को सामूहिक रूप से नॉन-रैपिड आई मूवमेंट (एन. आर. ई. एम.) नींद के रूप में संदर्भित किया जाता है, जबकि अंतिम चक्र एक रैपिड आई मूवमेंट अवधि है। एक चक्र को पूरा होने में लगभग 90-110 मिनट लगते हैं। जागृति एक इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ई. ई. जी.) के माध्यम से पाई जाती है जिसे बीटा तरंगों द्वारा मापा और विशेषता दी जाती है, जो आवृत्ति में सबसे अधिक लेकिन आयाम में सबसे कम होती है, और जागते समय एक व्यक्ति का सामना करने वाली बड़ी मात्रा में उत्तेजनाओं के कारण असंगत रूप से आगे बढ़ती है। पूर्व-नींद कम अवधारणात्मक जागरूकता की अवधि है जहां मस्तिष्क की गतिविधि अल्फा तरंगों द्वारा विशेषता है जो बीटा तरंगों की तुलना में अधिक लयबद्ध, आयाम में अधिक और आवृत्ति में कम होती है। पहला चरण हल्की नींद की विशेषता है और लगभग 10 मिनट तक रहता है। मस्तिष्क की तरंगें धीरे-धीरे थीटा तरंगों में परिवर्तित हो जाती हैं। चरण दो में थीटा तरंगें भी होती हैं; हालाँकि, बढ़ी हुई आवृत्ति के यादृच्छिक छोटे विस्फोट जिन्हें स्लीप स्पिंडल कहा जाता है, इस चरण की एक परिभाषित विशेषता है। चरण तीन और चार बहुत समान हैं और एक साथ "गहरी नींद" माना जाता है। इन चरणों में मस्तिष्क की गतिविधि डेल्टा तरंगों में परिवर्तित हो जाती है जो आवृत्ति में सबसे कम और आयाम में सबसे अधिक होती हैं। इन दोनों चरणों को संयुक्त रूप से धीमी तरंग नींद (एस. डब्ल्यू. एस.) भी कहा जाता है। पाँचवाँ चरण, आरईएम नींद, सबसे दिलचस्प चरणों में से एक है क्योंकि मस्तिष्क तरंग पैटर्न आराम से जागने में देखे जाने वाले लोगों के समान होते हैं। इसे "सक्रिय नींद" के रूप में संदर्भित किया जाता है और यह वह अवधि है जब अधिकांश सपने आते हैं। आरईएम नींद को शिशुओं और बच्चों के संज्ञानात्मक विकास में भी एक भूमिका निभाने के लिए सोचा जाता है क्योंकि वे वयस्कों के विपरीत आरईएम अवधि में अपनी नींद का बहुत अधिक समय बिताते हैं। रात के पहले भाग के दौरान, नींद का सबसे बड़ा हिस्सा एस. डब्ल्यू. एस. के रूप में बिताया जाता है, लेकिन जैसे-जैसे रात बढ़ती है एस. डब्ल्यू. एस. चरणों की लंबाई कम होती जाती है जबकि आर. ई. एम. चरणों में वृद्धि होती है। स्मृति शब्द स्थिरीकरण बनाम वृद्धि स्मृति का स्थिरीकरण एक स्थान पर स्मृति का लंगर डालना है, जिसमें एक कमजोर संबंध स्थापित होता है। प्रक्रियात्मक स्मृतियों का स्थिरीकरण जागने के घंटों के दौरान भी हो सकता है, यह सुझाव देते हुए कि नींद की अनुपस्थिति में विशिष्ट गैर-घोषणात्मक कार्यों को बढ़ाया जाता है। हालाँकि, जब यादों को बढ़ाया जाता है, तो पूर्वाभ्यास के साथ-साथ इसे अन्य संबंधित यादों से जोड़कर संबंध मजबूत होता है जिससे पुनर्प्राप्ति अधिक कुशल हो जाती है। जबकि गैर-घोषणात्मक स्मृतियों का स्थिरीकरण एक जागृत अवस्था के दौरान होता देखा जा सकता है, इन संवेदी और मोटर स्मृतियों में वृद्धि सबसे अधिक रात की नींद के दौरान होती पाई गई है। उपयोग-निर्भर प्रक्रियाएँ बनाम अनुभव-निर्भर प्रक्रियाएँ नींद के दौरान होने वाली मस्तिष्क की गतिविधि का मूल्यांकन दो तरीकों से किया जाता हैः उपयोग-निर्भरता और अनुभव-निर्भरता। उपयोग-निर्भर मस्तिष्क गतिविधि न्यूरोनल उपयोग का परिणाम है जो पिछले जागने के घंटों के दौरान हुआ था। अनिवार्य रूप से यह न्यूरोनल पुनर्जनन है, गतिविधि जो तब होती है जब व्यक्ति ने कुछ नया सीखा हो या नहीं। अनुभव-निर्भर मस्तिष्क गतिविधि एक नई स्थिति, वातावरण, या सीखा गया कार्य या तथ्य का परिणाम है जो नींद से पहले की अवधि में हुआ है। यह मस्तिष्क गतिविधि का प्रकार है जो स्मृति समेकन/वृद्धि को दर्शाता है। एक प्रयोगात्मक सेटिंग में दोनों के बीच अंतर करना अक्सर कठिन होता है क्योंकि केवल सेटिंग ही एक नया वातावरण है। यह नया वातावरण नए सीखे गए कार्य के साथ-साथ सोते हुए मस्तिष्क की गतिविधि में देखा जाएगा। इससे बचने के लिए, अधिकांश प्रयोगकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि प्रतिभागी परीक्षण शुरू होने से पहले एक दिन प्रयोगात्मक स्थिति में बिताते हैं ताकि प्रयोग शुरू होने के बाद सेटिंग नई न हो। यह सुनिश्चित करता है कि अनुभव-निर्भर मस्तिष्क गतिविधि के लिए एकत्र किया गया डेटा विशुद्ध रूप से नए कार्य से है। एक स्मृति का समेकन एक ऐसी प्रक्रिया है जो शुरू में अस्थिर प्रतिनिधित्व लेती है और इसे अधिक मजबूत, प्रभावी और कुशल तरीके से कूटबद्ध करती है। इस नई अवस्था में, स्मृति हस्तक्षेप के प्रति कम संवेदनशील होती है। स्मृति समेकन के अनिवार्य रूप से तीन चरण होते हैं और सभी को नींद से या नींद न आने से सुगम माना जाता हैः स्थिरीकरण एक स्मृति का एन्कोडिंग है जिसमें केवल 6 मिलीसेकंड लगते हैं। संवर्धन समेकन की निरंतर प्रक्रिया है जो मिनट, 7 घंटे, दिनों में हो सकती है लेकिन उससे अधिक नहीं। नींद के बाद की व्यवहार संबंधी गतिविधियों को अभ्यास के अभाव में महत्वपूर्ण सुधार दिखाते हुए देखा जा सकता है। एकीकरण में घंटों या वर्षों का समय भी लग सकता है और यह हाल ही में कूटबद्ध स्मृतियों को मौजूदा स्मृति नेटवर्क से जोड़ने की प्रक्रिया है। एक स्मृति के पुनः समेकन में पहले से ही समेकित स्मृति (स्पष्ट या अंतर्निहित) को अल्पकालिक या कार्यशील स्मृति में पुनर्प्राप्त करना शामिल है। यहाँ इसे एक अस्थिर अवस्था में लाया जाता है जहाँ बाद की जानकारी वर्तमान में स्मृति में हस्तक्षेप कर सकती है, इसलिए स्मृति को बदल देती है। यह पूर्वव्यापी हस्तक्षेप के रूप में जाना जाता है, और अदालत और चश्मदीद गवाहों की गवाही के लिए एक अत्यंत महत्वपूर्ण मुद्दा है। पूर्व-प्रशिक्षण बनाम प्रशिक्षण के बाद नींद की कमी शोधकर्ता नींद और स्मृति के अध्ययन को विभिन्न कोणों से देखते हैं। कुछ अध्ययन एक नए कार्य को पढ़ाए जाने के बाद नींद की कमी के प्रभावों को मापते हैं (विषय कार्य सीखता है और बाद में नींद से वंचित हो जाता है)। इसे प्रशिक्षण के बाद की नींद की कमी कहा जाता है। इसके विपरीत, अन्य प्रयोग किए गए हैं जो किसी कार्य को पढ़ाए जाने से पहले नींद की कमी के प्रभावों को मापते हैं (विषय नींद से वंचित है और फिर एक कार्य सीखता है)। इसे पूर्व-प्रशिक्षण नींद की कमी के रूप में जाना जाता है। ऑफ़लाइन मेमोरी प्रोसेसिंग यह सचेत जागरूकता से स्मृतियों का प्रसंस्करण है। उदाहरण के लिए, किसी के पुस्तक पढ़ने के बाद, उनका मस्तिष्क अन्य गतिविधियों के दौरान अनुभव को संसाधित करना जारी रखता है। यह "ऑफ़लाइन" प्रक्रिया इसी तरह नींद के दौरान होती है। स्मृति को मापने की विधियाँ व्यवहार संबंधी उपाय एक स्व-आदेशित इंगित कार्य स्मृति का एक कार्य है जहाँ एक प्रतिभागी को कई छवियों (या शब्दों) के साथ प्रस्तुत किया जाता है जो एक प्रदर्शन पर व्यवस्थित होते हैं। कई परीक्षण प्रस्तुत किए जाते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक अलग व्यवस्था होती है और इसमें पिछले कुछ शब्द या चित्र होते हैं। प्रतिभागी के लिए कार्य एक शब्द या छवि को इंगित करना है जिसे उन्होंने पहले अन्य परीक्षणों में इंगित नहीं किया था। एक पुनरावृत्ति भेदभाव कार्य में प्रतिभागियों को छवि प्रस्तुति के दो परीक्षण दिखाए जाते हैं और फिर एक तीसरा परीक्षण जिसमें पहले और दूसरे परीक्षण से छवियों का मिश्रण होता है। उनका काम यह निर्धारित करना है कि क्या छवि सबसे हाल की प्रस्तुति की थी या पिछली। एक मार्ग में पुनर्प्राप्ति कार्य स्थानिक शिक्षा तब होती है जब एक प्रतिभागी आभासी किसी विशेष स्थान (जैसे कि एक शहर या भूलभुलैया) का दौरा करता है। प्रतिभागियों को बाद में उसी चीज़ का वस्तुतः दौरा करने के लिए कहा जाता है जबकि मस्तिष्क इमेजिंग का उपयोग गतिविधि को मापने के लिए किया जाता है। एक युग्मित शब्द सहयोगी कार्य में दो चरण होते हैं। पहले चरण (अधिग्रहण) के दौरान, युग्मित-संबद्ध कार्य की प्रतिक्रियाएँ सीखी जाती हैं और स्मरणीय हो जाती हैं। दूसरे चरण (सहयोगी चरण) में, विषय प्रत्येक प्रतिक्रिया को एक अलग उत्तेजना के साथ जोड़ना सीखता है। उदाहरण के लिए, एक दृश्य संकेत यह जानकारी प्रदान करेगा कि उत्तेजना और शब्दों को हटाने के बाद किन शब्दों को याद किया जाना चाहिए। दर्पण अनुरेखण कार्य में प्रतिभागियों को कई आकृतियों का यथासंभव तेजी से और सटीक रूप से पता लगाने के लिए कहा जाता है जो वे केवल दर्पण में देख सकते हैं। गति को दर्ज किया जाता है और साथ ही वे मूल छवि (सटीकता) से कितना विचलित होते हैं। मॉरिस जल भूलभुलैया कार्य चूहों का उपयोग दो प्रकार की स्थितियों में उनकी स्थानिक शिक्षा का परीक्षण करने के लिए किया जाता हैः स्थानिक और गैर-स्थानिक। स्थानिक स्थिति में, एक मंच को गंदे पानी का उपयोग करके छिपाया जाता है और गैर-स्थानिक स्थिति में, मंच दिखाई देता है। स्थानिक स्थिति चूहे को मंच खोजने के लिए अपनी स्थानिक स्मृति पर भरोसा करना चाहिए जबकि गैर-स्थानिक स्थिति का उपयोग तुलना उद्देश्यों के लिए किया जाता है। सीरियल रिएक्शन टाइम टास्क (एस. आर. टी. टास्क) एक ऐसा कार्य है जिसमें विषय एक कंप्यूटर स्क्रीन का सामना करते हैं जहां कई मार्कर प्रदर्शित होते हैं जो अपने कीबोर्ड पर प्रासंगिक मार्करों से स्थानिक रूप से संबंधित होते हैं। विषयों को मार्करों में से एक के नीचे एक उत्तेजना की उपस्थिति के लिए जितनी जल्दी हो सके और सटीक रूप से प्रतिक्रिया करने के लिए कहा जाता है। विषयों को या तो स्पष्ट निर्देशों के साथ कार्य पर प्रशिक्षित किया जा सकता है (जैसे। प्रस्तुत किए गए रंग अनुक्रम हैं जिन्हें सीखा जाना चाहिए) या अंतर्निहित (जैसे। प्रयोगकर्ता रंग अनुक्रमों का उल्लेख नहीं करता है, इस प्रकार विषयों को यह विश्वास करने के लिए छोड़ देता है कि वे एक गति परीक्षण में हो रहे हैं)। जब इस कार्य का उपयोग नींद के अध्ययन में किया जाता है, तो कुछ समय की देरी के बाद, विषयों को प्रतिधारण के लिए परीक्षण किया जाता है। पहुँच-से-पकड़ कार्य में कृन्तकों ने एक कुशल अग्रांग कार्य सीखा। नींद सटीकता के संरक्षण के साथ गति में सुधार करती है। ये ऑफ़लाइन सुधार नॉन-रैपिड आई मूवमेंट (एन. आर. ई. एम.) नींद और अस्थायी बदलावों के दौरान कार्य से संबंधित समूहों के रिप्ले दोनों से जुड़े थे जो आंदोलनों के लिए मोटर कॉर्टिकल समूहों को अधिक कसकर बांधते हैं। एक न्यूरोप्रोस्थेटिक कार्य में कृन्तकों को एक सरल मस्तिष्क-मशीन इंटरफेस कार्य करने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है जिसमें मोटर कॉर्टिकल इकाइयों के एक समूह की गतिविधि का उपयोग एक फीडिंग टोंटी से जुड़ी यांत्रिक भुजा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता था। सफल सीखने के बाद, कार्य-संबंधित इकाइयों ने विशेष रूप से नींद के दौरान धीमी-लहर गतिविधि (एस. डब्ल्यू. ए.) के लिए लॉकिंग और सामंजस्य में वृद्धि का अनुभव किया। एस. डब्ल्यू. ए. में बिताए गए समय ने जागृति पर प्रदर्शन लाभ की भविष्यवाणी की। एक ब्लॉक टैपिंग कार्य में प्रतिभागियों को एक निर्धारित अवधि के लिए अपने प्रमुख या गैर-प्रमुख हाथ (प्रयोग में निर्दिष्ट) के साथ पांच संख्याओं का एक अनुक्रम टाइप करने के लिए कहा जाता है, जिसके बाद एक विश्राम अवधि होती है। इनमें से कई परीक्षण होते हैं और कंप्यूटर सटीकता का आकलन करने के लिए गति और त्रुटि दर का आकलन करने के लिए पूरे किए गए अनुक्रमों की संख्या को रिकॉर्ड करता है। एक उंगली टैपिंग परीक्षण आमतौर पर तब उपयोग किया जाता है जब एक शुद्ध मोटर कार्य की आवश्यकता होती है। एक फिंगर टैपिंग परीक्षण के लिए विषयों को एक दिए गए समय के लिए 4-3-1-2-4 जैसे अनुक्रम में अपने गैर-प्रमुख हाथ से एक कीपैड पर चार कुंजियों (आमतौर पर संख्यात्मक कुंजियों) को लगातार दबाने की आवश्यकता होती है। परीक्षण त्रुटियों की संख्या निर्धारित करके किया जाता है। न्यूरल इमेजिंग उपायों को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है, दोनों का उपयोग अलग-अलग स्थितियों में किया जाता है जो इस बात पर निर्भर करता है कि किस प्रकार की जानकारी की आवश्यकता है। संरचनात्मक इमेजिंग मुख्य रूप से मस्तिष्क की संरचना (कंप्यूटेड टोमोग्राफी) से संबंधित है, जबकि कार्यात्मक इमेजिंग शारीरिक कार्यप्रणाली (पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी, कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग) के संबंध में चयापचय प्रक्रियाओं से अधिक संबंधित है। हाल के वर्षों में, नींद और स्मृति प्रक्रियाओं के बीच संबंध को इस तरह की न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के विकास से सहायता मिली है। पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पी. ई. टी.) का उपयोग मस्तिष्क (या शरीर के अन्य हिस्सों) की कार्यात्मक प्रक्रियाओं को देखने में किया जाता है। एक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जक रेडियोन्यूक्लाइड को रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है और गामा किरणों का उत्सर्जन होता है जिनका पता एक इमेजिंग स्कैनर द्वारा लगाया जाता है। कंप्यूटर विश्लेषण तब मस्तिष्क क्षेत्र या रुचि के शरीर के हिस्से के त्रि-आयामी पुनर्निर्माण की अनुमति देता है। कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफ. एम. आर. आई.) मस्तिष्क इमेजिंग का एक प्रकार है जो न्यूरॉन्स की गतिविधि के कारण रक्त में ऑक्सीजन के परिवर्तन को मापता है। परिणामी डेटा को सक्रियण के रंगीन प्रतिनिधित्व के साथ मस्तिष्क की एक तस्वीर के रूप में देखा जा सकता है। आणविक उपाय हालांकि इसे न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के समान देखा जा सकता है, आणविक उपाय सक्रियण के क्षेत्रों को बढ़ाने में मदद करते हैं जो अन्यथा न्यूरोइमेजिंग के लिए अविवेकी होंगे। ऐसी ही एक तकनीक जो एफएमआरआई के अस्थायी और दृश्य संकल्प दोनों में सहायता करती है, वह है रक्त-ऑक्सीजन-स्तर पर निर्भर (बीओएलडी) प्रतिक्रिया। बोल्ड प्रतिक्रिया में परिवर्तन तब देखा जा सकता है जब कार्य के संदिग्ध क्षेत्रों में सक्रियण के विभिन्न स्तर होते हैं। मस्तिष्क को ऊर्जा की आपूर्ति ग्लूकोज और ऑक्सीजन (जो हीमोग्लोबिन द्वारा स्थानांतरित की जाती है) के रूप में की जाती है। रक्त की आपूर्ति को लगातार नियंत्रित किया जाता है ताकि सक्रियण के क्षेत्रों को कम सक्रिय क्षेत्रों की तुलना में अधिक मात्रा में ऊर्जा प्राप्त हो। पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी में, रेडियोन्यूक्लाइड (छोटे आधे जीवन वाले आइसोटोप) का उपयोग दृश्य संकल्प की सुविधा प्रदान करता है। ये रेडियोन्यूक्लाइड ग्लूकोज, पानी और अमोनिया से जुड़े होते हैं ताकि सक्रिय मस्तिष्क क्षेत्रों में आसानी से अवशोषण किया जा सके। एक बार जब इन रेडियोधर्मी अनुरेखक को रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है, तो पी. ई. टी. का उपयोग करके रासायनिक प्रक्रियाओं की दक्षता और स्थान को देखा जा सकता है। नींद इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल उपायों को मापने की विधियाँ मनुष्यों में नींद को मापने की मुख्य विधि पॉलीसोम्नोग्राफी (पीएसजी) है। इस विधि के लिए, प्रतिभागियों को अक्सर एक प्रयोगशाला में आना पड़ता है जहां शोधकर्ता कुल नींद का समय, नींद की दक्षता, नींद की शुरुआत के बाद जागना और नींद के विखंडन जैसी चीजों को मापने के लिए पीएसजी का उपयोग कर सकते हैं। पीएसजी मस्तिष्क गतिविधि (इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी), आंखों की गति (इलेक्ट्रोकोलोग्राफी), मांसपेशियों की गति (इलेक्ट्रोमायोग्राफी) और हृदय ताल (इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी) सहित शरीर के विभिन्न कार्यों की निगरानी कर सकता है। इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ई. ई. जी.) एक ऐसी प्रक्रिया है जो खोपड़ी के साथ विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करती है। यह प्रक्रिया व्यक्तिगत न्यूरॉन्स से गतिविधि को रिकॉर्ड नहीं कर सकती है, बल्कि इसके बजाय मस्तिष्क में समग्र औसत विद्युत गतिविधि को मापती है। इलेक्ट्रोक्युलोग्राफी (ई. ओ. जी.) आँख के आगे और पीछे के बीच विद्युत क्षमता में अंतर को मापता है। यह व्यक्तिगत दृश्य उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रिया को नहीं मापता है, बल्कि इसके बजाय सामान्य नेत्र गति को मापता है। इलेक्ट्रोमायोग्राफी (ई. एम. जी.) का उपयोग कंकाल की मांसपेशियों की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोमायोग्राफ नामक एक उपकरण मांसपेशियों की गति की निगरानी के लिए मांसपेशियों की कोशिकाओं की विद्युत क्षमता को मापता है। इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ई. सी. जी. या ई. के. जी.) छाती और अंगों के पास रखे गए विभिन्न इलेक्ट्रोड का उपयोग करके हृदय की मांसपेशियों के विद्युत विध्रुवीकरण को मापता है। विध्रुवीकरण के इस उपाय का उपयोग हृदय ताल की निगरानी के लिए किया जा सकता है। व्यवहार संबंधी उपाय निद्रा वास्तुकला को मापने के लिए एक सामान्य और न्यूनतम आक्रामक तरीका है। अभिलेखन की केवल एक ही विधि है, गति। विभिन्न हस्तलिपि कार्यक्रमों का उपयोग करके इस आंदोलन का विश्लेषण किया जा सकता है। इस प्रकार, एक हस्तलिपि को अक्सर घड़ी के समान या कमर के आसपास बेल्ट के रूप में पहना जा सकता है। क्योंकि यह न्यूनतम आक्रामक और अपेक्षाकृत सस्ती है, यह विधि प्रयोगशाला सेटिंग के बाहर और एक बार में कई दिनों के लिए रिकॉर्डिंग की अनुमति देती है। लेकिन, हस्तलिपि अक्सर नींद के समय का अनुमान लगाती है (डी सूजा 2003 और कनाडी 2011)। प्रतिस्पर्धी सिद्धांत अधिकांश अध्ययन घोषणात्मक स्मृतियों में विशिष्ट कमी की ओर इशारा करते हैं जो आरईएम से पहले या बाद में नींद की कमी पैदा करते हैं। इसके विपरीत, गैर-घोषणात्मक स्मृति में कमी एन. आर. ई. एम. नींद की कमी से पहले या बाद में होती है। यह चरण विशिष्ट वृद्धि सिद्धांत है। एक प्रस्तावित दोहरी-चरणीय स्मृति परिकल्पना भी है जो यह सुझाव देती है कि इष्टतम शिक्षा तब होती है जब स्मृति अनुरेखण को शुरू में एस. डब्ल्यू. एस. और फिर आर. ई. एम. नींद में संसाधित किया जाता है। इसके लिए समर्थन कई प्रयोगों में दिखाया गया है जहां नींद की कमी की तुलना में एसडब्ल्यूएस या आरईएम नींद के साथ स्मृति में सुधार अधिक होता है, लेकिन स्मृति और भी अधिक सटीक होती है जब नींद की अवधि में एसडब्ल्यूएस और आरईएम नींद दोनों होते हैं। घोषणात्मक स्मृति चेतन घटनाओं के लिए स्मृति है। दो प्रकार की घोषणात्मक स्मृति होती हैः एपिसोडिक और शब्दार्थ। एपिसोडिक मेमोरी अनुभवों या व्यक्तिगत तथ्यों को याद रखने के लिए है जबकि शब्दार्थिक मेमोरी विशिष्ट तथ्यों को याद रखने के लिए है। घोषणात्मक स्मृति को आम तौर पर एक स्पष्ट स्मृति माना जाता है क्योंकि व्यक्ति को सचेत रूप से इसे याद रखने का प्रयास करना चाहिए। अस्थायी स्मृति में तीन मुख्य श्रेणियां होती हैं, हालांकि उन पर अभी भी मनोवैज्ञानिकों और तंत्रिका जीवविज्ञानी द्वारा बहस की जाती है; ये श्रेणियां तत्काल स्मृति, अल्पकालिक और दीर्घकालिक स्मृति हैं। तत्काल स्मृति तब होती है जब हाल ही में प्रस्तुत जानकारी के आधार पर स्मृति को याद किया जाता है। अल्पकालिक स्मृति वह है जिसका उपयोग सेकंड या मिनटों पहले प्रस्तुत की गई जानकारी को बनाए रखते समय किया जाता है। एक प्रकार की अल्पकालिक स्मृति को कार्यशील स्मृति के रूप में जाना जाता है, जो अनुक्रमिक कार्यों को करने के लिए आवश्यक जानकारी को बनाए रखने की क्षमता है। दीर्घकालिक स्मृति लंबे समय तक जानकारी को बनाए रखना है, जैसे कि दिन, सप्ताह या जीवन भर भी। एक अध्ययन में, प्रतिभागियों को चार समूहों में रखा गया थाः दो नियंत्रण समूहों को या तो कैफीन या एक प्लेसबो दिया गया था, और दो समूहों को जो 36 घंटे तक नींद से वंचित थे, या तो कैफीन या एक प्लेसबो दिया गया था। लौकिक स्मृति को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्य में हाल के और कम हाल के चेहरे की प्रस्तुतियों के बीच भेदभाव करना शामिल था। बारह अपरिचित चेहरों का एक समूह हर 10 सेकंड में क्रमिक रूप से प्रस्तुत किया गया था। रिहर्सल को रोकने और थके हुए प्रतिभागियों को व्यस्त रखने के लिए बाद में 5 मिनट के लिए एक स्व-आदेशित इशारा कार्य का उपयोग किया गया। इसके लिए उन्हें 12 पत्रकों पर प्रस्तुत किए गए किसी भी नए आइटम (या तो संज्ञा या अमूर्त आकार) को चिह्नित करने की आवश्यकता थी। एक दूसरा सेट प्रस्तुत किया गया, उसके बाद एक और स्व-आदेशित इशारा कार्य किया गया, और फिर 48 चेहरों का एक यादृच्छिक अनुक्रम जिसमें या तो पहले प्रस्तुत चेहरे थे या नए चेहरे थे, प्रतिभागी को दिखाए गए। उनसे पूछा गया कि क्या वे चेहरों को पहचानते हैं और क्या वे पहले या दूसरे सेट के थे। परिणाम इंगित करते हैं कि नींद की कमी चेहरों की पहचान को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती है, लेकिन अस्थायी स्मृति में महत्वपूर्ण हानि पैदा करती है (यह भेदभाव करते हुए कि कौन सा चेहरा किस समूह से संबंधित है)। नींद से वंचित प्लेसबो समूह की तुलना में नींद से वंचित समूह पर कैफीन का अधिक प्रभाव पाया गया, लेकिन फिर भी दोनों नियंत्रण समूहों की तुलना में खराब प्रदर्शन किया। नींद की कमी को सही होने के विश्वास को बढ़ाने के लिए भी पाया गया, खासकर अगर प्रतिभागी गलत थे। नींद से वंचित लोगों के मस्तिष्क इमेजिंग अध्ययनों में पाया गया कि चयापचय दर में सबसे बड़ी कमी प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में होती है। मौखिक शिक्षा रक्त-ऑक्सीजन-स्तर पर निर्भर (बी. ओ. एल. डी.) एफ. एम. आर. आई. का उपयोग ड्रमंड एट अल द्वारा किए गए एक अध्ययन में किया गया था। नींद की कमी के बाद मौखिक सीखने के लिए मस्तिष्क की प्रतिक्रिया को मापने के लिए। एक एफ. एम. आर. आई. ने प्रतिभागियों की मौखिक सीखने के कार्य के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि को दर्ज किया जो या तो सामान्य रात की नींद लेते हैं या जो 34.7 (± 1.2) घंटे की नींद से वंचित हैं। यह कार्य यह निर्धारित करने की एक आधारभूत स्थिति के बीच बारी-बारी से किया जाता है कि क्या संज्ञाएँ ऊपरी या निचली होती हैं, और संज्ञाओं की सूची को याद रखने की एक प्रयोगात्मक स्थिति। अध्ययन के परिणाम इंगित करते हैं कि नींद से वंचित होने पर संज्ञाओं की सूची को स्वतंत्र रूप से याद करने पर प्रदर्शन काफी खराब होता है (औसतन 2.8 ±2 शब्द) सामान्य रात की नींद (4.7 ±4 शब्द) की तुलना में। सक्रिय मस्तिष्क क्षेत्रों के संदर्भ में, आराम की स्थिति में कार्य के दौरान बाएं प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, प्रीमोटर कॉर्टेक्स और टेम्पोरल लोब सक्रिय पाए गए, और नींद से वंचित स्थिति में कार्य के दौरान प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के असतत क्षेत्र और भी अधिक सक्रिय हो गए। साथ ही, नींद से वंचित लोगों के लिए बाइलेटरल पैरिटल लोब, लेफ्ट मिडिल फ्रंटल गायरस और राइट इन्फीरियर फ्रंटल गायरस सक्रिय पाए गए। इन निष्कर्षों का निहितार्थ यह है कि मस्तिष्क शुरू में आंशिक रूप से अक्षुण्ण प्रदर्शन को बनाए रखते हुए नींद की कमी के प्रभावों की भरपाई कर सकता है, जो कार्य पर बढ़ते समय के साथ घटता है। यह प्रारंभिक क्षतिपूर्ति दोनों फ्रंटल और पैरिटल लोब के द्विपक्षीय क्षेत्रों में पाई जा सकती है और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स की सक्रियता नींद के साथ महत्वपूर्ण रूप से सहसंबद्ध है। ड्रमंड और ब्राउन के एक अध्ययन में तीन संज्ञानात्मक कार्यों (मौखिक शिक्षा, अंकगणित और विभाजित ध्यान) पर प्रदर्शन के दौरान संज्ञानात्मक प्रदर्शन सेरेब्रल सक्रियण की तुलना सामान्य नींद और 35 घंटे की कुल नींद की कमी (टीएसडी) दोनों के बाद की गई थी। एफ. एम. आर. आई. के उपयोग ने मस्तिष्क में इन अंतरों को मापा। मौखिक सीखने के कार्य में, एफएमआरआई ने मौखिक सीखने और याद रखने दोनों में शामिल क्षेत्रों का संकेत दिया। परिणामों में पाया गया कि टी. एस. डी. और नींद की एक सामान्य रात दोनों ने प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया दिखाई, और निम्नलिखित टी. एस. डी. ने अतिरिक्त क्षेत्रों की प्रतिक्रिया प्रदर्शित की जिसमें अन्य प्रीफ्रंटल क्षेत्र, द्विपक्षीय अवर पार्श्विका लोब्यूल और उच्चतर पार्श्विका लोब शामिल थे। नींद में वृद्धि भी दो वेंट्रल प्रीफ्रंटल क्षेत्रों के सक्रियण के साथ सहसंबद्ध है और टी. एस. डी. के बाद द्विपक्षीय पार्श्विका खंडों (जिसमें भाषा क्षेत्र शामिल हैं) में अधिक सक्रियण और मुक्त रिकॉल पर हानि के निचले स्तर के बीच एक सहसंबंध भी पाया गया। अंकगणितीय कार्य में, सामान्य नींद ने द्विपक्षीय प्रीफ्रंटल और पैरिटल कार्यशील स्मृति क्षेत्रों में अपेक्षित सक्रियण दिखाया, लेकिन टी. एस. डी. का पालन करने से केवल प्रतिक्रिया में बाएं उच्चतर पैरिटल लोब और बाएं प्रीमोटर कॉर्टेक्स में सक्रियण दिखाई दिया, जिसमें क्षतिपूर्ति करने के लिए कोई नया क्षेत्र नहीं था (जैसा कि मौखिक शिक्षा में पाया गया था)। बढ़ी हुई नींद भी वेंट्रल प्रीफ्रंटल क्षेत्र में सक्रियण के साथ सहसंबद्ध थी, लेकिन केवल एक क्षेत्र में। विभाजित ध्यान कार्य मौखिक सीखने और अंकगणितीय कार्य दोनों को जोड़ता है। एफ. एम. आर. आई. ने संकेत दिया कि टी. एस. डी. के बाद मस्तिष्क की प्रतिक्रिया मौखिक सीखने के कार्य के समान है (विशेष रूप से सही प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स, बाइलेटरल पैरिटल लोब्स और सिंगुलेट गायरस सबसे मजबूत प्रतिक्रिया दिखा रहे हैं)। इस खोज का निहितार्थ यह है कि टी. एस. डी. के बाद मौखिक सीखने और विभाजित ध्यान कार्यों दोनों के बाद सक्रिय अतिरिक्त मस्तिष्क क्षेत्र नींद की कमी के लिए मस्तिष्क प्रतिपूरक प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, दोनों कार्यों के दौरान बाएं अस्थायी लोब की प्रतिक्रिया में गिरावट आती है जो एक विश्राम अवस्था के दौरान विभिन्न सीखने के कार्यों में शामिल होते हैं, लेकिन टीएसडी के बाद अल्पकालिक मौखिक स्मृति भंडारण में बाएं निचले पार्श्विक लोब की भागीदारी से पता चलता है कि यह क्षेत्र क्षतिपूर्ति कर सकता है। अंकगणितीय कार्य के लिए कोई नया क्षेत्र यह सुझाव नहीं दे सकता है कि यह कार्यशील स्मृति पर बहुत अधिक निर्भर करता है इसलिए मौखिक सीखने जैसे कार्यों की तुलना में क्षतिपूर्ति संभव नहीं है जो कार्यशील स्मृति पर कम निर्भर करते हैं। स्लो वेव स्लीप (एस. डब्ल्यू. एस.) स्लो वेव स्लीप (एस. डब्ल्यू. एस.) को अक्सर घोषणात्मक स्मृति स्मरण कार्यों में सफल प्रदर्शन के साथ जोड़ा गया है। उदाहरण के लिए, प्रारंभिक और देर से रात की नींद पर लागू घोषणात्मक और प्रक्रियात्मक स्मृति स्मरण कार्यों के साथ-साथ जागने की नियंत्रित स्थितियों से पता चला है कि प्रारंभिक नींद (एसडब्ल्यूएस द्वारा प्रभुत्व) के दौरान घोषणात्मक स्मृति में अधिक सुधार होता है, जबकि देर से नींद के दौरान प्रक्रियात्मक स्मृति (आरईएम नींद द्वारा प्रभुत्व)। लक्षित स्मृति पुनः सक्रियण (टी. एम. आर.) के आधार पर जो नींद के दौरान स्मृति के निशान को ट्रिगर करने के लिए संबंधित स्मृति संकेतों का उपयोग करता है, हाल के अध्ययन नियोकोर्टिकल नेटवर्क में लगातार स्मृति के गठन के लिए निशाचर एस. डब्ल्यू. एस. के महत्व को आश्वस्त कर रहे हैं, साथ ही साथ घोषणात्मक स्मरण में लोगों के स्मृति प्रदर्शन को बढ़ाने की संभावना को उजागर कर रहे हैं। धीमी गतिविधि में वृद्धि और एस. डब्ल्यू. एस. में बिताए गए नींद के समय को भी अंतर्निहित सीखने में बेहतर प्रदर्शन से संबंधित किया गया है। मैक्रोस्कोपिक मस्तिष्क प्रणाली एन. आर. ई. एम. के दौरान हिप्पोकैम्पस में सबसे प्रमुख जनसंख्या पैटर्न को शार्प वेव रिपल्स (एस. पी. डब्ल्यू.-आर.) कहा जाता है। एस. पी. डब्ल्यू.-आर. स्तनधारी मस्तिष्क में सबसे समकालिक न्यूरोनल पैटर्न हैं। 50-200 एमएस में 15-30 प्रतिशत न्यूरॉन्स एसडब्ल्यूपी-आर के दौरान सीए3-सीए2-सीए1, सबिकुलर कॉम्प्लेक्स और एंटोरहिनल कॉर्टेक्स में समकालिक रूप से आग लगाते हैं (सक्रिय जागने और आरईएम के दौरान ~ 1 प्रतिशत के विपरीत)। एस. पी. डब्ल्यू.-आर. के भीतर न्यूरॉन्स क्रमिक रूप से व्यवस्थित होते हैं और कई तेज अनुक्रम जानवरों के पूर्व-नींद के अनुभव के दौरान न्यूरोनल फायरिंग के क्रम से संबंधित होते हैं। उदाहरण के लिए, जब चूहा एक भूलभुलैया की खोज करता है, तो भूलभुलैया की विभिन्न भुजाओं में कोशिका अनुक्रमों को या तो आगे (अनुभव के दौरान ही) या विपरीत क्रम में फिर से चलाया जाता है, लेकिन समय में कई गुना संपीड़ित किया जाता है। एस. पी. डब्ल्यू.-आर. अस्थायी रूप से स्लीप स्पिंडल और नियोकॉर्टेक्स के धीमे दोलन दोनों से जुड़े होते हैं। एस. पी. डब्ल्यू.-आर. के साथ हस्तक्षेप करने या नियोकोर्टिकल धीमी दोलनों के साथ इसके युग्मन के परिणामस्वरूप स्मृति हानि होती है, जो हिप्पोकैम्पस और/या संबंधित संरचनाओं को शल्य चिकित्सा द्वारा नुकसान पहुंचाने के रूप में गंभीर हो सकती है। इसलिए एस. पी. डब्ल्यू.-आर. एपिसोडिक (यानी हिप्पोकैम्पस-निर्भर) स्मृति समेकन (बुज़साकी 2015) का सबसे प्रमुख शारीरिक बायोमार्कर है। न्यूरल फोरब्रेन रिवरबरेशन कोरिलेशन शोधकर्ताओं ने प्रजाति-विशिष्ट व्यवहारों में आवश्यक प्रमुख कृंतक फोरब्रेन लूप के दीर्घकालिक विकास पर नवीन स्पर्शशील वस्तुओं के प्रभावों की जांच करने के लिए चूहों का उपयोग किया, जिसमें हिप्पोकैम्पस, पुटामेन, नियोकॉर्टेक्स और थैलेमस जैसी संरचनाएं शामिल हैं। चूहों की निगरानी की गई लेकिन 48-96 घंटों के लिए परेशान नहीं किया गया, जिससे सामान्य जागने-सोने का चक्र हो सकता है। एक समय पर चूहे के पिंजरे के चारों कोनों में चार नई स्पर्श करने वाली वस्तुओं को रखा गया था। वे सभी एक-दूसरे से बहुत अलग थे और वे कुल एक घंटे तक वहाँ रहे। इस घंटे के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि का उपयोग तुलना करने के लिए आधार रेखा या टेम्पलेट के रूप में किया गया था। डेटा विश्लेषण से पता चलता है कि एस. डब्ल्यू. एस. के दौरान तंत्रिका सभाएं जागने के घंटों या आर. ई. एम. नींद की तुलना में टेम्पलेटों के साथ काफी अधिक सहसंबद्ध होती हैं। साथ ही, ये सीखने के बाद, एस. डब्ल्यू. एस. के बाद की प्रतिध्वनि 48 घंटे तक चली, जो नई वस्तु सीखने की अवधि (एक घंटे) की तुलना में बहुत अधिक लंबी थी, जो दीर्घकालिक क्षमता का संकेत देती है। न्यूरॉन से न्यूरॉन आधार पर आगे के विश्लेषण से पता चला कि न्यूरॉन्स (मस्तिष्क संरचना) का कोई भी उपसमुच्चय प्रतिवर्तन या प्रति-प्रतिवर्तन के लिए जिम्मेदार नहीं है (गतिविधि के पैटर्न नए उत्तेजना टेम्प्लेट की तुलना में काफी अधिक भिन्न हैं)। एक अन्य अंतर देखा गया कि एस. डब्ल्यू. एस. में उच्चतम सहसंबंध शिखर अग्र मस्तिष्क में न्यूरॉन फायरिंग की सबसे कम दर के साथ मेल खाते हैं, जो आर. ई. एम. नींद और जागने के विपरीत है जहां फायरिंग की दर सबसे अधिक है। यह परिकल्पना की जाती है कि यह जागने की अवधि के दौरान आने वाली अन्य उत्तेजनाओं के हस्तक्षेप के कारण होता है। एस. डब्ल्यू. एस. में कोई आने वाली उत्तेजना नहीं है, इसलिए नए अनुभव को बिना किसी रुकावट के फिर से चलाया जा सकता है। न्यूरल हिप्पोकैम्पल पुनर्वितरण सहसंबंध पीग्नेक्स एट अल., (2004) द्वारा किए गए एक अध्ययन में कहा गया है कि स्थानिक सीखने के दौरान हिप्पोकैम्पल समूहों में फायरिंग अनुक्रम नींद के दौरान भी सक्रिय होते हैं, जो दर्शाता है कि प्रशिक्षण के बाद की नींद की स्थानिक यादों को संसाधित करने में भूमिका होती है। यह अध्ययन यह साबित करने के लिए किया गया था कि वही हिप्पोकैम्पल क्षेत्र एक आभासी शहर में मार्ग सीखने के दौरान मनुष्यों में सक्रिय होते हैं, और बाद में धीमी लहर नींद (एसडब्ल्यूएस) के दौरान फिर से सक्रिय होते हैं। इस सक्रियण की निगरानी करने के लिए, प्रयोगकर्ताओं ने मस्तिष्क रक्त प्रवाह का उपयोग सिनैप्टिक गतिविधि के मार्कर के रूप में करने के लिए पी. ई. टी. स्कैन और एफ. एम. आर. आई. का उपयोग किया। खोज में कहा गया है कि धीमी-लहर नींद के दौरान हिप्पोकैम्पस सक्रियण की मात्रा सकारात्मक रूप से अगले दिन आभासी यात्रा कार्य में सुधार से संबंधित है, जो इंगित करता है कि नींद के दौरान हिप्पोकैम्पस गतिविधि स्मृति प्रदर्शन में सुधार के साथ संबंधित है। ये निष्कर्ष साबित करते हैं कि सोते समय हिप्पोकैम्पल गतिविधि में सीखने-निर्भर मॉड्यूलेशन पहले से सीखी गई एपिसोडिक और स्थानिक स्मृति निशानों के प्रसंस्करण को दर्शाता है। हिप्पोकैम्पस के इस मॉड्यूलेशन से मस्तिष्क में प्लास्टिक परिवर्तन होते हैं और अंततः प्रदर्शन में सुधार होता है। इस अध्ययन के परिणामों से पता चला है कि स्थानिक स्मृति निशान मनुष्यों में तब संसाधित किए जाते हैं जब वे एन. आर. ई. एम. नींद में होते हैं। इसने एक घोषणात्मक स्थानिक स्मृति कार्य के बाद, एस. डब्ल्यू. एस. के दौरान हिप्पोकैम्पल गठन की प्रतिक्रिया दिखाई। प्रयोगकर्ताओं ने यह भी पाया कि मनुष्यों में, हिप्पोकैम्पस क्षेत्रों में एनआरईएम नींद के दौरान गतिविधि का अनुभव-निर्भर मॉड्यूलेशन होता है, लेकिन सीखने के बाद आरईएम नींद के दौरान नहीं। इस अध्ययन के साक्ष्य इसकी परिकल्पना के लिए पर्याप्त थे कि जागते समय सीखी गई जानकारी बदल जाती है, और जब मनुष्य सो रहे होते हैं तो मजबूत होती है। सक्रिय प्रणाली समेकन परिकल्पना के आधार पर, एन. आर. ई. एम. नींद में धीमी दोलनों के दौरान हिप्पोकैम्पस में नई एन्कोडेड जानकारी के बार-बार सक्रिय होने से कॉर्टिकल स्तर पर पहले से मौजूद ज्ञान नेटवर्क के साथ घोषणात्मक स्मृति के स्थिरीकरण और क्रमिक एकीकरण में मध्यस्थता होती है। यह मानता है कि हिप्पोकैम्पस केवल अस्थायी रूप से और तेजी से सीखने की दर में जानकारी रख सकता है, जबकि नियोकॉर्टेक्स दीर्घकालिक भंडारण और धीमी गति से सीखने की दर से संबंधित है। हिप्पोकैम्पस और नियोकॉर्टेक्स के बीच यह संवाद हिप्पोकैम्पस शार्प-वेव रिपल्स और थैलेमो-कॉर्टिकल स्पिंडल के समानांतर होता है, सिंक्रोनी जो स्पिंडल-रिपल घटना के गठन को संचालित करता है जो दीर्घकालिक यादों के गठन के लिए एक पूर्व शर्त प्रतीत होती है। एसिटाइलकोलाइन में कमी इस अध्ययन में, प्रतिभागियों के दो समूहों ने दो रात के प्रतिसंतुलित अध्ययन में भाग लिया। सभी प्रतिभागियों द्वारा 10:00-10:30 बजे के बीच दो कार्य सीखे गए। घोषणात्मक कार्य 40 जर्मन शब्दार्थ संबंधी शब्द जोड़ों की एक युग्मित-संबद्ध शब्द सूची थी। गैर-घोषणात्मक कार्य एक दर्पण-अनुरेखण कार्य था। 11:00 बजे सभी प्रतिभागियों को दो घंटे के लिए फाइसोस्टिग्माइन या प्लेसबो का अर्क दिया गया। फाइसोस्टिग्माइन एक एसिटाइलकोलिनेस्टेरेस अवरोधक है; यह एक ऐसी दवा है जो अवरोधक न्यूरोट्रांसमीटर एसिटाइलकोलाइन के टूटने को रोकती है, जिससे यह सिनेप्स में लंबे समय तक सक्रिय रह सकती है। निद्रा समूह को बिस्तर पर डाल दिया गया था जबकि दूसरा समूह जागता रहा। दोनों कार्यों का परीक्षण नींद समूह के जागने के 30 मिनट बाद सुबह 2.45 बजे हुआ; एक नींद जो धीमी-लहर नींद (एसडब्ल्यूएस) से भरपूर थी। परिणामों से पता चला कि प्लेसीबो दिए गए प्रतिभागियों की तुलना में नींद की स्थिति में बढ़े हुए ए. सी. एच. ने याद करने की स्मृति (घोषणात्मक कार्य) को नकारात्मक रूप से प्रभावित किया। विशेष रूप से, जब प्रतिभागियों को एसिटाइलकोलिनेस्टेरेस अवरोधक दिया गया था, तो प्लेसबो समूह के लिए नींद के बाद याद करने से केवल 2,1 ± 0.6 शब्दों की वृद्धि की तुलना में 5,2 ± 0.8 शब्दों की वृद्धि देखी गई। इसके विपरीत, जब प्रतिभागियों को फाइसोस्टिग्माइन दिया गया तो गैर-घोषणात्मक दर्पण कार्य में न तो गति और न ही सटीकता में गिरावट आई, और जब फाइसोस्टिग्माइन दिया गया तो वेक समूहों में न तो कार्य प्रदर्शन प्रभावित हुआ। इससे पता चलता है कि एस. डब्ल्यू. एस. के दौरान ए. सी. एच. दमन का उद्देश्य हिप्पोकैम्पस-निर्भर घोषणात्मक स्मृति समेकन की अनुमति देता है; एस. डब्ल्यू. एस. के दौरान ए. सी. एच. का उच्च स्तर हिप्पोकैम्पस स्तर पर स्मृति पुनरावृत्ति को अवरुद्ध करता है। नोटः एस. डब्ल्यू. एस. की मात्रा और वापस बुलाए जाने के स्तर के बीच कोई संबंध नहीं था। हालाँकि, यदि एस. डब्ल्यू. एस. के बड़े हिस्से गायब हैं तो स्मृति समेकन बाधित हो सकता है। स्लीप स्पिंडल में वृद्धि थैलामो-कॉर्टिकल नेटवर्क में होने वाले न्यूरॉन्स के छोटे और तीव्र विस्फोट हैं जो सिंक में फायर करते हैं। ये देर रात को चरम पर होते हैं और दूसरे चरण की नींद की विशेषताओं को परिभाषित करते हैं। माना जाता है कि स्लीप स्पिंडल नींद के दौरान सूचना समेकन में सहायता करते हैं और मोटर कार्य पर प्रशिक्षण के बाद बढ़ते हुए दिखाए गए हैं। 49 चूहों का उपयोग करने वाले एक अध्ययन ने सीखने के बाद धीमी-लहर नींद के दौरान नींद के स्पिंडल की वृद्धि का संकेत दिया। इसने मोटर-कौशल सीखने के कार्यों के युग्मित सहयोगी के बाद गैर-आरईएम नींद के दौरान स्पिंडल आवृत्ति में वृद्धि का प्रमाण दिया। एक ई. ई. जी. का उपयोग करते हुए, स्लीप स्पिंडल का पता लगाया गया और केवल धीमी-तरंग नींद के दौरान मौजूद होने के लिए दिखाया गया। प्रारंभिक अध्ययन से शुरू करते हुए, चूहों ने सीखने की अवधि के बाद छह घंटे की निगरानी नींद ली। परिणामों से पता चला कि सीखने के बाद पहले घंटे के दौरान, लर्निंग-मॉड्यूलेटेड स्लीप स्पिंडल डेंसिटी पर सबसे स्पष्ट प्रभाव पड़ा। हालांकि, स्पिंडल घनत्व में यह वृद्धि प्रशिक्षण की स्थिति पर निर्भर नहीं थी। दूसरे शब्दों में, चूहों को कैसे प्रशिक्षित किया गया, इसकी परवाह किए बिना स्पिंडल में वृद्धि हुई। ई. ई. जी. पैटर्न ने चूहों के एक नियंत्रण समूह के घनत्व की तुलना में नींद के स्पिंडल के घनत्व में महत्वपूर्ण अंतर दिखाया, जिन्होंने अपने नींद के स्पिंडल को मापने से पहले कोई प्रशिक्षण नहीं लिया था। बढ़े हुए स्पिंडल घनत्व का यह प्रभाव केवल प्रशिक्षण के बाद नींद में पहले घंटे तक चला, और फिर दूसरे घंटे के भीतर नींद में गायब हो गया। फिशर एंड बॉर्न, 2009 के एक अध्ययन में, मौद्रिक पुरस्कार और प्रशिक्षण के बाद की नींद का पिछला ज्ञान समग्र उंगली अनुक्रम टैपिंग प्रदर्शन के महत्वपूर्ण भविष्यवक्ता साबित हुए हैं। विषयों को दो अलग-अलग उंगली अनुक्रम कार्यों के साथ प्रस्तुत किया गया था जिन्हें बाद में दोहराना होगा। विषयों को बताया गया कि एक विशिष्ट फिंगर टैपिंग अनुक्रम कार्य में सुधार के लिए एक पुरस्कार की पेशकश की जाएगी। एक नियंत्रण समूह को पुरस्कार की कोई जानकारी नहीं दी गई थी। एक समूह के लिए प्रारंभिक प्रशिक्षण और अंतिम परीक्षण के बीच नींद की अवधि की अनुमति देकर विषयों को आगे अलग किया गया, जबकि दूसरे समूह को जागने के प्रतिधारण अंतराल का सामना करना पड़ा। यह निष्कर्ष निकाला गया कि पुरस्कार के साथ-साथ सोने में सक्षम होने के बारे में जानकारी प्राप्त करने वाले समूह ने दोनों उंगलियों को छूने के अनुक्रमों पर प्रदर्शन में सबसे अधिक वृद्धि प्रदर्शित की। बिना नींद के इनाम का ज्ञान और इनाम के ज्ञान के बिना नींद दोनों ही बेहतर प्रदर्शन में महत्वपूर्ण योगदानकर्ता थे। बारह घंटे की जागने की प्रतिधारण अवधि से गुजरने वाले समूहों की तुलना में सभी मामलों में नींद को समग्र प्रदर्शन पर एक लाभकारी प्रभाव के लिए निर्धारित किया गया था। गैर-घोषणात्मक स्मृति पिछले अनुभवों से प्राप्त स्मृति है जो अनजाने में रोजमर्रा के परिदृश्यों पर लागू होती है। गैर-घोषणात्मक स्मृति सीखने के कौशल और आदतों के प्रदर्शन के लिए आवश्यक है, उदाहरण के लिए, दौड़ना या पसंदीदा भोजन पकाना। तीन प्रकार की गैर-घोषणात्मक स्मृतियाँ होती हैंः अंतर्निहित स्मृति (अचेतन स्मृति, प्राइमिंग), वाद्य स्मृति (शास्त्रीय अनुकूलन), और प्रक्रियात्मक स्मृति (स्वचालित कौशल स्मृति)। नींद की कमी ईआरके फॉस्फोराइलेशन बाह्यकोशिकीय संकेत-संबंधित काइनेस, जिन्हें शास्त्रीय एमएपी काइनेस के रूप में भी जाना जाता है, न्यूरॉन्स में स्थित प्रोटीन काइनेस का एक समूह है। ये प्रोटीन न्यूरोट्रांसमीटर और विकास कारकों के जवाब में फॉस्फोराइलेशन (ए. टी. पी. का उपयोग करके एक फॉस्फेट समूह को जोड़ना) द्वारा सक्रिय या निष्क्रिय किए जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप बाद में प्रोटीन से प्रोटीन अंतःक्रिया और संकेत संचरण (न्यूरोट्रांसमीटर या हार्मोन कोशिकाओं में संचारित होते हैं) हो सकते हैं, जो अंततः जीन प्रतिलेखन और कोशिका चक्र (सीखने और स्मृति में महत्वपूर्ण) सहित सभी कोशिकीय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। एक अध्ययन ने मॉरिस वाटर मेज़ में चूहों के चार समूहों, स्थानिक कार्य में दो समूहों (छिपे हुए मंच) और गैर-स्थानिक कार्य (दृश्य मंच) में दो समूहों का परीक्षण किया। दोनों कार्यों में प्रायोगिक समूह (एक स्थानिक समूह, एक गैर-स्थानिक समूह) के लिए कुल नींद की कमी (टी. एस. डी.) के छह घंटे के प्रभावों का मूल्यांकन किया गया। टी. एस. डी. अवधि (या नियंत्रण के लिए नींद की अवधि) के छह घंटे बाद, चूहों के समूहों को किसी भी कार्य पर प्रशिक्षित किया गया और फिर 24 घंटे बाद परीक्षण किया गया। इसके अलावा, कुल ई. आर. के. फॉस्फोराइलेशन (ई. आर. के. 1 और ई. आर. के. 2), प्रोटीन फॉस्फेट 1 (पी. पी. 1), और एम. ए. पी. के. फॉस्फेट 2 (बाद के दो दोनों डीफॉस्फोराइलेशन में शामिल) के स्तर का मूल्यांकन चूहों के चार अन्य समूहों, (दो नींद से वंचित और दो गैर-नींद से वंचित), और टी. एस. डी. के छह घंटे के बाद, या टी. एस. डी. (कुल आठ घंटे) के दो घंटे बाद उनके हिप्पोकैम्पस को हटाकर किया गया। परिणामों से पता चला कि टी. एस. डी. ने स्थानिक कार्य के सीखने को बाधित नहीं किया, लेकिन यह स्मृति को बाधित करता है। गैर-स्थानिक कार्य के संबंध में, टी. एस. डी. में फिर से सीखना कोई अलग नहीं था; हालाँकि, टी. एस. डी. समूह में स्मृति वास्तव में थोड़ी बेहतर थी, हालांकि काफी महत्वपूर्ण नहीं थी। हिप्पोकैम्पस के विश्लेषण से पता चला कि टी. एस. डी. ने कुल ई. आर. के. फॉस्फोराइलेशन के स्तर में लगभग 30 प्रतिशत की कमी की। टीएसडी ने प्रांतस्था में प्रोटीन को प्रभावित नहीं किया जो इंगित करता है कि ईआरके के स्तर में कमी हिप्पोकैम्पस में बिगड़े संकेत पारगमन के कारण थी। इसके अलावा, न तो पी. पी. 1 या एम. ए. पी. के. फॉस्फेट 2 के स्तर को बढ़ाया गया था, यह सुझाव देते हुए कि ई. आर. के. में कमी डीफॉस्फोराइलेशन के कारण नहीं थी, बल्कि टी. एस. डी. का परिणाम थी। इसलिए, यह प्रस्तावित किया जाता है कि टी. एस. डी. का कोशिकीय प्रक्रियाओं (ई. आर. के.: जीन प्रतिलेखन आदि) पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। ), अंतर्निहित नींद-निर्भर स्मृति प्लास्टिसिटी। आर. ई. एम. स्लीप आर. ई. एम. स्लीप अपनी जीवंत रचनाओं और जागते हुए व्यक्ति के जैव-विद्युत उत्पादनों के साथ समानता के लिए जाना जाता है। नींद के इस चरण की विशेषता मांसपेशी एटोनिया, तेज लेकिन कम वोल्टेज EEG और, जैसा कि नाम से पता चलता है, तेजी से आंख की गति है। स्मृति लाभ को नींद के एक चरण के लिए जिम्मेदार ठहराना मुश्किल है जब यह पूरी नींद चक्र हो सकता है जो स्मृति समेकन के लिए जिम्मेदार है। दत्ता एट अल द्वारा हाल ही में किया गया शोध। हाल ही में अर्जित उत्तेजनाओं के पुनः प्रसंस्करण को प्रभावित करने वाली पी तरंगों में परिवर्तनों की जांच करने के लिए प्रशिक्षण के बाद आरईएम नींद की अवधि के बाद एक परिहार कार्य का उपयोग किया गया। यह पाया गया कि प्रशिक्षण के बाद की नींद के दौरान न केवल पी तरंगों में वृद्धि हुई, बल्कि तरंगों का घनत्व भी बढ़ा। इन निष्कर्षों से यह संकेत मिल सकता है कि आरईएम नींद के दौरान पी तरंगें महत्वपूर्ण अग्र मस्तिष्क और स्मृति समेकन से निपटने वाली कॉर्टिकल संरचनाओं को सक्रिय करने में मदद कर सकती हैं। एक हेनेविन एट अल में। अध्ययन, 1989 में, आर. ई. एम. नींद के दौरान मेसेंसफेलिक रेटिकुलर फॉर्मेशन (एम. आर. एफ.) को हल्की विद्युत उत्तेजना दी गई थी, जिसे प्रशिक्षण के बाद लागू करने पर सीखने के लिए एक फायदेमंद प्रभाव के रूप में जाना जाता है। प्रयोग में चूहों को भोजन पुरस्कार की तलाश में भूलभुलैया चलाने के लिए प्रशिक्षित किया गया था। चूहों के एक समूह को एक नियंत्रण समूह की तुलना में उनके प्रत्येक भूलभुलैया परीक्षणों के बाद गैर-जागृति एम. आर. एफ. विद्युत उत्तेजना दी गई थी, जिसे कोई विद्युत उत्तेजना प्राप्त नहीं हुई थी। यह देखा गया कि उत्तेजित चूहों ने त्रुटि में कमी के संबंध में काफी बेहतर प्रदर्शन किया। इन निष्कर्षों से पता चलता है कि गतिशील स्मृति प्रक्रियाएं प्रशिक्षण के दौरान और साथ ही प्रशिक्षण के बाद की नींद के दौरान होती हैं। हेनेविन एट अल द्वारा एक और अध्ययन। (1998) वातानुकूलित चूहों को एक शोर से डर लगता है जो बाद में पैर के झटके से जुड़ा होता है। प्रयोग का दिलचस्प हिस्सा यह है कि जब आरईएम नींद के दौरान शोर प्रस्तुत किया गया था तो शोर (एमिगडाला में मापा गया) का जवाब देने वाला डर देखा गया था। इसकी तुलना छद्म-वातानुकूलित चूहों के एक समूह से की गई थी जो प्रशिक्षण के बाद की नींद के दौरान समान एमिग्डालर सक्रियण प्रदर्शित नहीं करते थे। इससे पता चलता है कि आरईएम नींद के दौरान भी पहले की प्रमुख उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रिया करने वाली तंत्रिका को बनाए रखा जाता है। आरईएम नींद के काम करने वाले मस्तिष्क पर पड़ने वाले प्रभावों पर किए गए शोध की कोई कमी नहीं है, लेकिन निष्कर्षों में निरंतरता हाल के शोध को प्रभावित करती है। आरईएम नींद हमारे शरीर और मस्तिष्क के लिए क्या कार्य कर सकती है, इसकी कोई गारंटी नहीं है, लेकिन आधुनिक शोध हमेशा ऐसी प्रक्रियाओं की हमारी समझ को आगे बढ़ाने के लिए नए विचारों का विस्तार और आत्मसात कर रहा है। पी. जी. ओ. तरंगें जानवरों में, पोंटो-जेनिकुलो-ऑक्सीपिटल तरंगों (पी. जी. ओ. तरंगों) की उपस्थिति तेजी से आंखों की गतिविधियों के जैव-विद्युत उत्पादन से संबंधित है। ये तरंगें गैर-आरईएम से आरईएम नींद में संक्रमण के दौरान सबसे स्पष्ट रूप से देखी जाती हैं। हालाँकि ये फासिक तरंगें जानवरों के मस्तिष्क के कई हिस्सों में देखी जाती हैं, लेकिन वे पोंस, पार्श्व जननांग निकायों और ओसीपीटल प्रांतस्था में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य होती हैं। पेग्न्यूक्स और अन्य, 2006 ने बताया कि पार्श्व जनन नाभिक और पश्चपटल प्रांतस्था जागने की तुलना में आरईएम नींद के दौरान उच्च स्तर की गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। इससे इस सिद्धांत में वृद्धि होगी कि इन क्षेत्रों में सक्रियण जानवरों में पी. जी. ओ. तरंग सक्रियण के समान है। पोंटाइन तरंगों को आमतौर पर जानवरों में सीखने और स्मृति समेकन को सुविधाजनक बनाने में मदद करने के लिए एक तंत्र के रूप में देखा जाता है। आरईएम नींद सत्रों के बीच पी तरंगों में वृद्धि के परिणामस्वरूप कार्य प्रदर्शन में सुधार देखा गया। सीखने के बाद आरईएम नींद की कमी का उपयोग करने वाले एक अध्ययन में चूहे के पी तरंग जनरेटर (पोंटाइन टेगमेंटम में स्थित) को उत्तेजित करने के प्रभाव देखे गए। चूहों के दो समूहों ने एक परिहार सीखने का कार्य किया और फिर नींद की अवधि की अनुमति दी, जबकि चूहों के एक अन्य समूह को नींद से वंचित कर दिया गया। दोनों समूहों की तुलना करते समय नींद से वंचित चूहों ने आरईएम नींद न लेने से सीखने में महत्वपूर्ण कमी दिखाई। एक अन्य चूहा समूह में, पी तरंग जनरेटर को कार्बाचोल इंजेक्शन का उपयोग करके उत्तेजित किया गया था और फिर चूहों को नींद की कमी के चरण से गुजरना पड़ा। जब इन चूहों का उनके सीखने पर फिर से परीक्षण किया गया तो यह दिखाया गया कि नींद की कमी के दौरान पी तरंग जनरेटर के सक्रियण के परिणामस्वरूप सामान्य शिक्षा प्राप्त की जा रही है। यह इस तथ्य की ओर इशारा करता है कि आरईएम नींद के बिना भी पी तरंगों का सक्रियण स्मृति प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए पर्याप्त था जो सामान्य रूप से नहीं हुआ होता। चेहरे की अंतर्निहित स्मृति चेहरे किसी के सामाजिक जीवन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। किसी व्यक्ति को पहचानने, प्रतिक्रिया देने और उसके प्रति कार्य करने में सक्षम होने के लिए अचेतन स्मृति एन्कोडिंग और पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। चेहरे की उत्तेजनाओं को फ्यूसिफॉर्म गायरस (ओसीपीटो-टेम्पोरल ब्रेन एरिया) में संसाधित किया जाता है और यह प्रसंस्करण अंतर्निहित स्मृति के एक विशिष्ट रूप का प्रतिनिधित्व करने वाला एक अंतर्निहित कार्य है। आरईएम नींद को धीमी-तरंग नींद के बजाय अंतर्निहित दृश्य स्थानिक स्मृति प्रक्रियाओं के लिए अधिक फायदेमंद माना गया है, जो स्पष्ट स्मृति समेकन के लिए महत्वपूर्ण है। आरईएम नींद अपने दृश्य अनुभवों के लिए जानी जाती है, जिसमें अक्सर मानव चेहरे के विस्तृत चित्रण शामिल हो सकते हैं। आरईएम नींद की बाद की अवधि के बाद चेहरों के पहले दिखाए गए अनुक्रम के साथ परिचितता का आकलन करने के लिए एक पहचान कार्य का उपयोग किया गया था। यह देखा गया कि फ्यूसिफॉर्म गायरस प्रशिक्षण, आरईएम नींद अवधि और पहचान कार्य के दौरान भी सक्रिय था। यह परिकल्पना की गई है कि आरईएम नींद के दौरान मस्तिष्क तंत्र, साथ ही शुद्ध पुनरावृत्ति प्राइमिंग, पहले दिखाए गए चेहरों की अंतर्निहित पहचान के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। मैक्रोस्कोपिक मस्तिष्क प्रणालियाँ पिछले शोध ने दिखाया है कि आरईएम नींद एक सीरियल रिएक्शन टाइम टास्क (एसआरटी) पर प्रशिक्षण के बाद कॉर्टिकल न्यूरल असेंबलियों को फिर से सक्रिय करती है, दूसरे शब्दों में आरईएम नींद उस प्रक्रिया को दोहराती है जो तब हुई थी जब किसी ने पिछले जागने के घंटों में एक अंतर्निहित कार्य सीखा था। हालांकि, नियंत्रण विषयों ने एक एस. आर. टी. कार्य को पूरा नहीं किया, इस प्रकार शोधकर्ता कुछ नेटवर्कों के पुनः सक्रिय होने को निहित रूप से सीखे गए अनुक्रम/व्याकरण का परिणाम नहीं मान सकते क्योंकि यह केवल प्राथमिक विज़ुओमोटर प्रसंस्करण के कारण हो सकता है जो दोनों समूहों में प्राप्त किया गया था। इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए प्रयोग को फिर से किया गया और एक अन्य समूह को जोड़ा गया जिसने एस. आर. टी. कार्य में भी भाग लिया। उन्होंने एस. आर. टी. कार्य (यादृच्छिक समूह) के लिए कोई अनुक्रम का अनुभव नहीं किया, जबकि प्रयोगात्मक समूह ने एक अनुक्रम (संभावित समूह) का अनुभव किया, हालांकि सचेत जागरूकता के बिना। पी. ई. टी. स्कैन के परिणाम इंगित करते हैं कि यादृच्छिक समूह की तुलना में एस. आर. टी. अभ्यास के साथ-साथ संभावित समूह में प्रशिक्षण के बाद आर. ई. एम. नींद के दौरान द्विपक्षीय क्यूनियस काफी अधिक सक्रिय थे। इसके अलावा, आरईएम नींद बनाम एसआरटी कार्य के दौरान इस सक्रियण में काफी वृद्धि हुई थी। इससे पता चलता है कि मस्तिष्क के विशिष्ट क्षेत्र विशेष रूप से अनुक्रमिक जानकारी के बाद के प्रसंस्करण में लगे हुए हैं। यह इस तथ्य से भी समर्थित है कि प्रशिक्षण के बाद आरईएम नींद के दौरान क्षेत्रीय सीबीएफ (आरसीबीएफ) को उच्च-क्रम के स्तर से संशोधित किया जाता है, लेकिन सोने से पहले प्राप्त निम्न-क्रम सीखने से नहीं। इसलिए, मस्तिष्क क्षेत्र जो सीखने की प्रक्रिया में भाग लेते हैं, वे सीखी गई सामग्री की अनुक्रमिक संरचना (क्यूनियस में सक्रियण में वृद्धि) और उच्च-क्रम सीखने की मात्रा (आर. सी. बी. एफ.) दोनों द्वारा संशोधित होते हैं। आरईएम नींद की कमी और न्यूरोट्रॉफिक कारक न्यूरोट्रॉफिक कारकों, विशेष रूप से तंत्रिका विकास कारक (एनजीएफ) और मस्तिष्क-व्युत्पन्न न्यूरोट्रॉफिक कारक (बीडीएनएफ) पर आरईएम नींद की कमी (आरएसडी) के प्रभावों का आकलन 2000 में सी एट अल द्वारा किया गया था। न्यूरोट्रोफिन मस्तिष्क और परिधि में पाए जाने वाले प्रोटीन हैं जो न्यूरॉन्स के अस्तित्व, कार्य और उत्पादन में सहायता करते हैं; यह सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण तत्व है, जो स्मृति बनाने में अंतर्निहित न्यूरोकेमिकल नींव है। एस. ई. आई. और अन्य ने इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम (ई. ई. जी.) को मापने के लिए चूहों के सात जोड़े की खोपड़ी में इलेक्ट्रोड डाले, और इलेक्ट्रोमायोग्राम (ई. एम. जी.) को मापने के लिए चूहों की गर्दन की मांसपेशियों में तार डाले, जो मांसपेशियों की गतिविधि की मात्रा को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक है। आधे चूहों ने छह घंटे की आरईएम नींद की कमी का अनुभव किया, जबकि अन्य आधे ने छह घंटे की नींद की अवधि का अनुभव किया, जिसमें सभी नींद चक्र शामिल थे। परिणामों से पता चला कि आरईएम नींद की कमी समूह में चूहों ने सेरिबैलम (समन्वय, मोटर लर्निंग) और ब्रेनस्टेम (संवेदी और मोटर आरोही मार्ग) में मस्तिष्क-व्युत्पन्न न्यूरोट्रॉफिक कारक के स्तर में कमी का अनुभव किया; इसके विपरीत, हिप्पोकैम्पस (दीर्घकालिक स्मृति, स्थानिक नेविगेशन) ने तंत्रिका विकास कारक के स्तर में कमी दिखाई। बी. डी. एन. एफ. प्रोटीन को प्रक्रियात्मक सीखने (गैर-घोषणात्मक स्मृति का रूप) के लिए आवश्यक दिखाया गया है। चूंकि प्रक्रियात्मक शिक्षण ने आरईएम नींद के तहत समेकन और वृद्धि का भी प्रदर्शन किया है, इसलिए यह प्रस्तावित किया जाता है कि प्रक्रियात्मक शिक्षण कार्यों की हानि आरएसडी के दौरान प्रमस्तिष्क और मस्तिष्क स्तंभ में बीडीएनएफ प्रोटीन की कमी के कारण होती है। एन. जी. एफ. के संबंध में, बेसल फोरब्रेन (मस्तिष्क में ए. सी. एच. का उत्पादन और वितरण), विशेष रूप से मध्य सेप्टल क्षेत्र, हिप्पोकैम्पस लक्षित कोशिकाओं में तंतुओं के माध्यम से कोलिनर्जिक (हिप्पोकैम्पस में उत्तेजक) और जी. ए. बी. एर्जिक (अवरोधक) न्यूरोट्रांसमीटर भेजता है। ये लक्षित कोशिकाएं तब एन. जी. एफ. का स्राव करती हैं जो हिप्पोकैम्पस की शारीरिक स्थिति और उसके कार्यों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। यह ध्यान दिया गया है कि आरईएम नींद एनजीएफ के स्राव को बढ़ाती है, इसलिए यह प्रस्तावित किया गया है कि आरएसडी के दौरान कोलिनर्जिक गतिविधि कम हो जाती है जिससे एनजीएफ में कमी आती है और प्रक्रियात्मक सीखने में हानि होती है। मैक्रोस्कोपिक मस्तिष्क प्रणाली पुनर्गठन वॉकर और स्टिकगोल्ड ने परिकल्पना की कि प्रारंभिक स्मृति अधिग्रहण के बाद, नींद एक मैक्रो-ब्रेन सिस्टम स्तर पर स्मृति प्रतिनिधित्व को पुनर्गठित करती है। उनके प्रयोग में दो समूह शामिल थे; रात में सोने वाले समूह को रात में एक मोटर अनुक्रम ब्लॉक टैपिंग कार्य सिखाया गया था, जिसे सोने दिया गया और फिर 12 घंटे बाद पुनः परीक्षण किया गया। दिन-जागने वाले समूह को सुबह वही कार्य सिखाया गया और 12 घंटे बाद बिना किसी नींद के परीक्षण किया गया। पुनः परीक्षण के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि को मापने के लिए एफ. एम. आर. आई. का उपयोग किया गया था। परिणाम दिन में जागने वाले समूह की तुलना में रात में सोने वाले समूह में काफी कम त्रुटियों/अनुक्रम का संकेत देते हैं। रात में सोने वाले समूह के लिए एफ. एम. आर. आई. उत्पादन ने दाएँ प्राथमिक मोटर प्रांतस्था/एम1/प्रीफ्रंटल गाइरस (जिस हाथ से वे अवरुद्ध कर रहे थे, उसके विपरीत पार्श्व), दाएँ पूर्वकाल मध्य प्रीफ्रंटल लोब, दाएँ हिप्पोकैम्पस (दीर्घकालिक स्मृति, स्थानिक स्मृति), दाएँ वेंट्रल स्ट्रैटम (घ्राण ट्यूबरकल, न्यूक्लियस अकुम्बेन्स), साथ ही साथ प्रमस्तिष्क के क्षेत्रों (लोब्युल वी1, वी11) में सक्रियण में वृद्धि का संकेत दिया। डे-वेक समूह में, एफ. एम. आर. आई. ने लेफ्ट इंसुलर कॉर्टेक्स (होमियोस्टेसिस का विनियमन), लेफ्ट टेम्पोरल पोल (टेम्पोरल कॉर्टेक्स का सबसे पूर्ववर्ती), और लेफ्ट इन्फीरियर फ्रंट-पोलर कॉर्टेक्स के अलावा, पार्श्विक कॉर्टीस (कई तौर-तरीकों को एकीकृत करता है) में द्वीपक्षीय रूप से संकेत सक्रियण में "कमी" दिखाई। पिछली जांचों से पता चला है कि संकेत में वृद्धि मस्तिष्क की प्लास्टिसिटी का संकेत देती है। नींद के बाद एम1 में देखी गई बढ़ी हुई संकेत गतिविधि अभ्यास के दौरान देखी गई इस क्षेत्र में बढ़ी हुई गतिविधि से मेल खाती है; हालाँकि, एक व्यक्ति को एम1 संकेत वृद्धि के समान स्तर को प्राप्त करने के लिए सोने की तुलना में अधिक समय तक अभ्यास करना चाहिए। इसलिए, यह सुझाव दिया जाता है कि नींद मस्तिष्क प्रणाली के विस्तार द्वारा मोटर कार्यों के कॉर्टिकल प्रतिनिधित्व को बढ़ाती है, जैसा कि संकेत गतिविधि में वृद्धि से देखा जाता है। कार्यशील स्मृति एक मानसिक कार्यस्थल माना जाता है जो अस्थायी भंडारण और जानकारी की पुनर्प्राप्ति को सक्षम बनाता है, कार्यशील स्मृति समस्या-समाधान और विभिन्न स्थितियों के विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण है। कार्यशील स्मृति क्षमता मानसिक प्रसंस्करण कार्यों की संख्या का एक माप है जो कोई लगातार प्रदर्शन करने में सक्षम है। किसी की कार्यशील स्मृति क्षमता में वृद्धि को चंक के रूप में जानी जाने वाली रणनीति के साथ पूरा किया जा सकता है। अरिटेक एट अल। एक उंगली अनुक्रम टैपिंग प्रयोग आयोजित किया जिसमें विषयों को उनके कीबोर्ड पर बटनों के अनुरूप एक मॉनिटर पर अनुक्रम में रंगीन बिंदु दिखाए गए थे। जब कोई रंग दिखाया जाता था, तो विषय को कीबोर्ड पर सही रंग दबाकर प्रतिक्रिया देनी होती थी। विषयों को तीन समूहों में विभाजित किया गया था। समूह एक बिना किसी नींद की अवधि के लगातार प्रशिक्षित होता है। समूह दो को प्रशिक्षित किया गया और दस घंटे के जागने के बाद आठ घंटे की नींद और अंतिम परीक्षण किया गया। तीसरे समूह को रात दस बजे प्रशिक्षित किया गया, जिसके बाद आठ घंटे की नींद ली गई। इस समूह का अगली सुबह और बाद में उसी दिन फिर से परीक्षण किया गया। परिणामों से पता चला कि जागना प्रदर्शन में सुधार का एक महत्वहीन भविष्यवक्ता था, जब तक कि नींद की अवधि न हो। जिन समूहों को प्रशिक्षण के बाद की नींद की अवधि की अनुमति दी गई थी, प्रशिक्षण के संदर्भ में इसके समय की परवाह किए बिना, उंगलियों को छूने के अनुक्रमों को सीखने में सुधार का अनुभव किया। समूहों की प्रारंभिक कार्यशील स्मृति क्षमता औसतन तीन से चार इकाइयों की थी। समूह दो और तीन में, कार्यशील स्मृति क्षमता को औसतन 5 से 6 इकाइयों तक बढ़ा दिया गया था। यह प्रस्तावित किया गया था कि नींद पर निर्भर सुधार कार्यशील स्मृति क्षमता में समग्र सुधार में योगदान कर सकते हैं, जिससे तरल बुद्धि में सुधार हो सकता है। नींद की कमी, चाहे वह पूर्ण नींद की कमी हो या आंशिक नींद की कमी, स्मृति, संज्ञानात्मक प्रसंस्करण की गति, ध्यान और कार्य परिवर्तन के उपायों में कार्यशील स्मृति को खराब कर सकती है। केसमेन्ट एट अल। यह पाया गया कि जब विषयों को एक कीपैड पर टाइप करके स्क्रीन पर प्रदर्शित अंकों को पहचानने के लिए कहा गया था, तो जिन विषयों की नींद रात में चार घंटे (उनकी सामान्य नींद की मात्रा का लगभग 50 प्रतिशत) तक सीमित थी, उनकी कार्यशील स्मृति गति उन नियंत्रण समूहों की तुलना में 58 प्रतिशत धीमी थी जिन्हें अपनी पूरी आठ घंटे की नींद की अनुमति दी गई थी। सिनेप्टिक प्लास्टिसिटी मस्तिष्क जानकारी साझा करने और प्रसंस्करण का एक हमेशा बदलता रहने वाला, प्लास्टिक मॉडल है। मस्तिष्क को नए अनुभवों को एक परिष्कृत योजना में शामिल करने के लिए, सभी नई जानकारी को समेकित और आत्मसात करने के लिए विशिष्ट संशोधनों से गुजरना पड़ता है। सिनेप्टिक प्लास्टिसिटी को दो संबंधित न्यूरॉन्स के बीच ताकत में परिवर्तन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। मस्तिष्क की परिपक्वता के दौरान आरईएम नींद की कमी के उदाहरणों में न्यूरोप्लास्टिसिटी सबसे स्पष्ट रूप से देखी जाती है। नवजात आरईएम नींद से वंचित चूहों में क्षेत्रीय मस्तिष्क माप ने सेरेब्रल कॉर्टेक्स और ब्रेन स्टेम जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण आकार में कमी दिखाई। जन्म के बाद महत्वपूर्ण अवधि के दौरान चूहों को वंचित कर दिया गया था, और बाद में शारीरिक आकार में कमी देखी गई है। एफ. एम. आर. आई., मैक्वेट एट अल., 2003 के संयोजन में एक खोज कार्य (विज़ुओमोटर क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाने वाला) का उपयोग करते हुए पाया गया कि नींद से वंचित व्यक्तियों की तुलना में जिन विषयों को सोने की अनुमति दी गई थी, उनके पूरक नेत्र क्षेत्र और दाहिने डेन्टेट नाभिक में सक्रियण में वृद्धि देखी गई। राइट सुपीरियर टेम्पोरल सल्कस में भी उच्च सक्रियण स्तर देखा गया था। जब कार्यात्मक संपर्क का विश्लेषण किया गया तो यह पाया गया कि डेन्टेट नाभिक उच्चतर लौकिक सल्कस के कार्यों के साथ अधिक निकटता से जुड़ा हुआ था। परिणाम बताते हैं कि पीछा करने के कार्य पर प्रदर्शन इष्टतम आंदोलनों को फिर से बनाने के लिए उपयुक्त आंदोलन पैटर्न को समझने की विषय की क्षमता पर निर्भर करता है। नींद की कमी को धीमी प्रक्रियाओं को बाधित करने के लिए पाया गया जो इस प्रक्रियात्मक कौशल को सीखने की ओर ले जाती है और संपर्क परिवर्तनों को बदल देती है जो आम तौर पर एक रात के आराम के बाद देखे जाते हैं। पिछले कुछ दशकों में न्यूरोप्लास्टिसिटी पर पूरी तरह से शोध किया गया है और परिणामों से पता चला है कि हमारे कॉर्टिकल प्रसंस्करण क्षेत्रों में होने वाले महत्वपूर्ण परिवर्तनों में नए और पहले से अनुभवी दोनों उत्तेजनाओं के लिए न्यूरोनल फायरिंग को संशोधित करने की शक्ति है। न्यूरोट्रांसमीटर विनियमन एक निश्चित न्यूरोट्रांसमीटर की मात्रा में परिवर्तन के साथ-साथ इस परिवर्तन के लिए पोस्ट-सिनैप्टिक टर्मिनल कैसे प्रतिक्रिया करता है, मस्तिष्क प्लास्टिसिटी के अंतर्निहित तंत्र हैं। नींद के दौरान पूरे मस्तिष्क में मॉड्यूलेटरी न्यूरोट्रांसमीटर में उल्लेखनीय परिवर्तन होते हैं। एसिटाइलकोलाइन एक उत्तेजक न्यूरोट्रांसमीटर है जो धीमी-लहर नींद के दौरान निचले स्तर की तुलना में आरईएम नींद के दौरान जागने के स्तर के करीब बढ़ता हुआ देखा जाता है। साक्ष्यों से पता चला है कि हिप्पोकैम्पस-निर्भर स्मृति प्रणाली (एपिसोडिक स्मृति और आत्मकथात्मक स्मृति) का कार्य जागने-नींद के पूरे चक्र में कोलिनर्जिक परिवर्तनों से सीधे प्रभावित होता है। ए. सी. एच. के उच्च स्तर हिप्पोकैम्पस में संग्रहीत होने के लिए जागने के दौरान प्राप्त जानकारी को बढ़ावा देंगे। यह पहले से संग्रहीत जानकारी के हस्तक्षेप के बिना एन्कोडिंग की सुविधा देते हुए पिछले उत्तेजक कनेक्शनों को दबाकर पूरा किया जाता है। एन. आर. ई. एम. नींद के दौरान, और विशेष रूप से धीमी-तरंग नींद के दौरान, ए. एच. का निम्न स्तर इस दमन को जारी करेगा और हिप्पोकैम्पल न्यूरॉन्स की सहज वसूली की अनुमति देगा जिसके परिणामस्वरूप स्मृति समेकन की सुविधा होगी। जीन अभिव्यक्ति हाल ही में, लगभग एक सौ जीन पाए गए हैं जिनके मस्तिष्क की अभिव्यक्ति नींद की अवधि के दौरान बढ़ जाती है। जागने के दौरान जीन अभिव्यक्ति को बढ़ावा देने के लिए समान संख्या में जीन पाए गए। जीन के ये समूह विभिन्न कार्यात्मक समूहों से संबंधित हैं जो विभिन्न कोशिकीय प्रक्रियाओं को बढ़ावा दे सकते हैं। जागने के दौरान व्यक्त किए गए जीन ऊर्जा आवंटन, सिनैप्टिक उत्तेजक न्यूरोट्रांसमिशन, उच्च प्रतिलेखन गतिविधि और नई जानकारी सीखने में सिनैप्टिक क्षमता सहित कई कर्तव्यों का पालन कर सकते हैं। उन प्रक्रियाओं में नींद से संबंधित वृद्धि हुई जिसमें सिनेप्स का संश्लेषण और रखरखाव शामिल है। इस तरह की प्रक्रियाओं में झिल्ली की तस्करी, सिनैप्टिक वेसिकल रीसाइक्लिंग, माइलिन संरचनात्मक प्रोटीन निर्माण और कोलेस्ट्रॉल और प्रोटीन संश्लेषण शामिल हैं। एक अलग अध्ययन में यह पाया गया कि कैलमोडुलिन-निर्भर प्रोटीन किनेज़ IV में नींद से संबंधित वृद्धि हुई थी जो विशेष रूप से सिनैप्टिक अवसाद और दीर्घकालिक स्मृति के समेकन में शामिल रही है। ये निष्कर्ष नींद और तंत्रिका प्लास्टिसिटी के विभिन्न पहलुओं के बीच एक संबंध को प्रोत्साहित करते हैं। वैकल्पिक नींद अनुसूची मोटर कौशल सीखना दिन की झपकी के प्रभाव को वॉकर और स्टिकगोल्ड (2005) द्वारा देखा गया था। प्रायोगिक समूह को उस सुबह एक मोटर कौशल कार्य सीखने के बाद दोपहर की झपकी (एक पूर्ण चक्र) दी गई, जबकि नियंत्रण समूह को कोई झपकी नहीं मिली। झपकी लेने के बाद परीक्षण करने पर झपकी लेने वाले समूह में 16 प्रतिशत का सुधार हुआ, जबकि झपकी न लेने वाले समूह में कोई महत्वपूर्ण सुधार नहीं हुआ। हालाँकि, उसी रात की नींद के बाद यह सब समान लग रहा था; नो-नैप समूह में 24 प्रतिशत का सुधार हुआ और कुल 23 प्रतिशत के लिए नैप समूह में केवल 7 प्रतिशत का सुधार हुआ, जो लगभग समान था। मोटर कौशल सीखने के संबंध में, झपकी केवल कौशल वृद्धि को गति देती है, न कि वृद्धि की मात्रा को बढ़ाती है। दृश्य कौशल सीखना मोटर कौशल सीखने की तरह, दिन की झपकी के बाद मौखिक कौशल सीखने में वृद्धि हुई। शोधकर्ता मेडनिक और उनके सहयोगियों ने दिखाया है कि यदि एक दृश्य कौशल कार्य (कार्य खोजने) को सुबह पढ़ाया जाता है और पूरे दिन बार-बार परीक्षण किया जाता है, तो व्यक्ति वास्तव में कार्य में बदतर हो जाएंगे। जिन व्यक्तियों को 30-60 मिनट की झपकी की अनुमति दी गई थी, वे कौशल का स्थिरीकरण प्राप्त करते दिखाई दिए, क्योंकि कोई गिरावट नहीं हुई। यदि एक 60-90 मिनट की झपकी (REM नींद और धीमी-लहर नींद) की अनुमति दी जाती है, तो व्यक्तियों ने वृद्धि प्रदर्शित की। मोटर कार्य के विपरीत, रात की नींद के दौरान वृद्धि को दबाया नहीं गया था यदि व्यक्ति पहले झपकी ले चुका था। दृश्य कौशल सीखने की स्थिति में, झपकी को जागते हुए गिरावट को रोकने और यहां तक कि रात की नींद में होने वाली वृद्धि से परे सीखने को बढ़ाने के लिए दिखाया गया है। शिफ्ट कर्मचारी जो रात भर काम करते हैं, उन्हें दिन के श्रमिकों की तुलना में कहीं अधिक दुर्घटनाओं के लिए जाना जाता है। इसके लिए कई कारकों को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जिसमें कम कर्मचारी और थकान शामिल हैं; हालाँकि, समस्या का एक हिस्सा श्रमिकों की खराब कार्यशील स्मृति और खराब स्मृति समेकन के कारण खराब प्रदर्शन कौशल हो सकता है। पूरी रात की नींद के बाद अंतर्निहित रूप से सीखे गए कार्य और स्पष्ट रूप से सीखे गए कार्य दोनों में लगभग 20 प्रतिशत का सुधार होता है। एक नया कार्य सीखने और उस कार्य के प्रदर्शन के बीच पर्याप्त रात की नींद के बिना, प्रदर्शन में सुधार नहीं होता है। जिन शिफ्ट श्रमिकों को पर्याप्त मात्रा में नींद नहीं दी जाती है, विशेष रूप से एन. आर. ई. एम. चरण में, किसी कार्य के सीखने और प्रदर्शन के बीच, वे प्रदर्शन नहीं करेंगे और साथ ही वे कर्मचारी जो एक मानक नींद दिनचर्या बनाए रखते हैं। नींद और उम्र बढ़ना नींद अक्सर बुजुर्गों में अनियंत्रित हो जाती है, एक ऐसी समस्या जो पहले से मौजूद स्मृति में गिरावट का कारण बन सकती है या उसे बढ़ा सकती है। स्वस्थ वृद्ध वयस्क नींद और स्मृति के बीच सकारात्मक संबंध उम्र बढ़ने के साथ टूट जाता है। आम तौर पर, बड़े वयस्क नींद की दक्षता में कमी से पीड़ित होते हैं। आरईएम नींद और एसडब्ल्यूएस के समय और घनत्व की मात्रा उम्र के साथ कम हो जाती है। नतीजतन, यह आम बात है कि बुजुर्गों को आराम की अवधि के बाद स्मृति में कोई वृद्धि नहीं होती है। इसका मुकाबला करने के लिए, स्वस्थ बुजुर्ग रोगियों में डोनेपेज़िल का परीक्षण किया गया है जहां यह आरईएम नींद में बिताए गए समय को बढ़ाने और अगले दिन की स्मृति में सुधार करने के लिए दिखाया गया था। अल्जाइमर रोग को मस्तिष्क की कोशिकाओं के आसपास प्रोटीन के असामान्य निर्माण के कारण माना जाता है जो न्यूरोट्रांसमीटर की गतिविधि को बाधित करता है। अल्जाइमर रोग के रोगियों को स्वस्थ बुजुर्गों की तुलना में अधिक नींद में व्यवधान का अनुभव होता है। अध्ययनों से पता चला है कि अल्जाइमर रोग के रोगियों में, तेज स्पिंडल में कमी आती है। यह भी बताया गया है कि स्मृति परीक्षण से एक रात पहले स्पिंडल घनत्व एक तत्काल रिकॉल कार्य पर सटीकता के साथ सकारात्मक रूप से संबंधित है। अल्जाइमर के रोगियों में एस. डब्ल्यू. एस. में बिताए गए समय और अगले दिन आत्मकथात्मक स्मृति स्मरण के बीच एक सकारात्मक संबंध भी बताया गया है। यह भी देखें भावना और स्मृति स्मृति और उम्र बढ़ने की स्मृति और सामाजिक बातचीत स्मृति में सुधार नींद का अध्ययन बिफेसिक और पॉलीफेसिक नींद संदर्भ स्मृति नींद