النوم والتعلم

تُفسر فرضيات متعددة الروابط المحتملة بين النوم والتعلم لدى البشر . وتشير الأبحاث إلى أن النوم لا يقتصر دوره على إراحة الدماغ فحسب، بل قد يُساعد أيضاً في ترسيخ الذكريات طويلة الأمد.

يؤدي كل من نوم حركة العين السريعة (REM) ونوم الموجة البطيئة أدوارًا مختلفة في ترسيخ الذاكرة . يرتبط نوم حركة العين السريعة بترسيخ الذكريات غير التصريحية (الضمنية). ومن أمثلة الذكريات غير التصريحية المهام التي يمكننا القيام بها دون تفكير واعٍ، مثل ركوب الدراجة. أما نوم الموجة البطيئة، أو نوم حركة العين غير السريعة (NREM)، فيُرسخ الذكريات التصريحية (الصريحة). وهي حقائق تتطلب تذكرًا واعيًا، مثل تواريخ حصص التاريخ. ^{[ 1 ]}

قد تعكس الأمثال الشائعة فكرة أن الذكريات المُعاد تشكيلها تُنتج ارتباطات إبداعية جديدة في الصباح، وأن الأداء غالبًا ما يتحسن بعد فترة تتضمن النوم. ^{[ 2 ]} تُظهر الدراسات الحديثة أن النوم الصحي يُحسّن الأداء بشكل ملحوظ، خاصةً في مجال التعلم . ^{[ 3 ] [ 4 ]} الفكرة هي أن النوم يُساعد الدماغ على تنظيم ذاكرته، باحثًا عن أنماط مهمة، ومستخلصًا قواعد شاملة يُمكن وصفها بـ"الجوهر"، ومُدمجًا إياها مع الذاكرة الموجودة. ^{[ 5 ]} تُشير فرضية "التوسع المشبكي" إلى أن النوم يلعب دورًا هامًا في تنظيم التعلم الذي حدث أثناء اليقظة، مما يُتيح تخزينًا أكثر كفاءة وفعالية في الدماغ، ويُحسّن استخدام المساحة والطاقة. ^{[ 6 ]}

يجب أن يتضمن النوم الصحي تسلسلًا ونسبةً مناسبين من مرحلتي النوم غير المصحوب بحركة العين السريعة (NREM) والنوم المصحوب بحركة العين السريعة (REM) ، حيث تؤدي كل منهما دورًا مختلفًا في عملية ترسيخ الذاكرة وتحسينها. خلال ليلة نوم طبيعية، يتناوب الشخص بين فترات النوم غير المصحوب بحركة العين السريعة والنوم المصحوب بحركة العين السريعة. تستغرق كل دورة حوالي 90 دقيقة، تتضمن فترة نوم مصحوبة بحركة العين السريعة تتراوح بين 20 و30 دقيقة. ^{[ 7 ]} يتكون النوم غير المصحوب بحركة العين السريعة من المراحل 1-4، وهو المرحلة التي يمكن فيها ملاحظة الحركة. يستطيع الشخص تحريك جسمه أثناء النوم غير المصحوب بحركة العين السريعة. إذا تقلب النائم أو تحرك على جانبه، فهذا يدل على أنه في مرحلة النوم غير المصحوب بحركة العين السريعة. يتميز النوم المصحوب بحركة العين السريعة بانعدام النشاط العضلي. وقد أظهرت الدراسات الفسيولوجية أنه باستثناء ارتعاشات عرضية، يُصاب الشخص بالشلل فعليًا أثناء النوم المصحوب بحركة العين السريعة. ^{[ 7 ]} في تعلم المهارات الحركية ، قد تكون فترة النوم حاسمة لتحقيق مكاسب في الأداء؛ فبدون النوم، ستتأخر هذه المكاسب. ^{[ 8 ]}

تُعدّ الذاكرة الإجرائية نوعًا من الذاكرة غير التصريحية، لذا فهي تستفيد بشكلٍ كبير من نوم حركة العين السريعة (REM). ^{[ 7 ]} في إحدى الدراسات، ^{[ 9 ]} تبيّن أن الذاكرة الإجرائية تستفيد من النوم. ^{[ 10 ]} خضع المشاركون لاختبار باستخدام مهمة النقر، حيث استخدموا أصابعهم للنقر على تسلسل محدد من الأرقام على لوحة المفاتيح، وقُيِّم أداؤهم من حيث الدقة والسرعة. استُخدمت مهمة النقر هذه لمحاكاة تعلّم مهارة حركية. خضعت المجموعة الأولى للاختبار، ثم أُعيد اختبارها بعد 12 ساعة أثناء اليقظة، ثم أُعيد اختبارها مرة أخرى بعد 12 ساعة مع النوم بينهما. أما المجموعة الثانية، فقد خضعت للاختبار، ثم أُعيد اختبارها بعد 12 ساعة مع النوم بينهما، ثم أُعيد اختبارها بعد 12 ساعة أخرى أثناء اليقظة. أظهرت النتائج أنه في كلتا المجموعتين، لم يكن هناك سوى تحسّن طفيف بعد جلسة يقظة لمدة 12 ساعة، ولكن لوحظ تحسّن ملحوظ في الأداء بعد نوم كل مجموعة. تُقدّم هذه الدراسة أدلةً على أن نوم حركة العين السريعة (REM) عاملٌ مهمٌ في ترسيخ الذاكرة الإجرائية للمهارات الحركية، وبالتالي فإن الحرمان من النوم يُمكن أن يُضعف الأداء في مهمة التعلّم الحركي. وينتج هذا التراجع في الذاكرة تحديدًا عن فقدان المرحلة الثانية، وهي نوم حركة العين السريعة. ^{[ 11 ]}

أظهرت الدراسات أن الذاكرة التصريحية تستفيد من النوم، ولكن ليس بنفس طريقة الذاكرة الإجرائية. تستفيد الذاكرة التصريحية من نوم حركة العين غير السريعة (nREM) ذي الموجات البطيئة. ^{[ 7 ]} أُجريت دراسة ^{[ 12 ]} حيث تعلم المشاركون أزواجًا من الكلمات، وأظهرت النتائج أن النوم لا يمنع تلاشي الذاكرة فحسب، بل يُثبّت الذاكرة التصريحية أيضًا. ^{[ 13 ]} تعلمت مجموعتان من المشاركين أزواجًا من الكلمات، ثم نامت إحداهما وبقيت الأخرى مستيقظة، ثم خضعتا للاختبار مرة أخرى. أما المجموعتان الأخريان، فقد فعلتا الشيء نفسه، إلا أنهما تعلمتا أيضًا أزواجًا متداخلة قبل إعادة الاختبار مباشرةً لمحاولة تعطيل أزواج الكلمات التي تعلمتاها سابقًا. أظهرت النتائج أن النوم كان مفيدًا إلى حد ما في الاحتفاظ بارتباطات أزواج الكلمات، بينما كان تأثيره كبيرًا في مواجهة الأزواج المتداخلة .

بعد النوم، يزداد الإدراك. ذلك لأن النوم يساعد على إعادة تحليل الذكريات. وقد وُجد أن أنماط نشاط الدماغ نفسها التي تحدث أثناء التعلم تتكرر أثناء النوم، ولكن بوتيرة أسرع. إحدى طرق تقوية الذاكرة أثناء النوم هي التخلص من الروابط الأقل فعالية بين الخلايا العصبية في الدماغ. هذا التخلص ضروري لمنع فرط النشاط. يعوّض الدماغ تقوية بعض المشابك العصبية (الروابط) عن طريق إضعاف روابط أخرى. تحدث عملية الإضعاف هذه في الغالب أثناء النوم. يسمح هذا الإضعاف أثناء النوم بتقوية روابط أخرى أثناء اليقظة. التعلم هو عملية تقوية الروابط، لذا قد تكون هذه العملية تفسيراً رئيسياً لفوائد النوم على الذاكرة. ^{[ 14 ]}

أظهرت الأبحاث أن أخذ قيلولة بعد الظهر يزيد من القدرة على التعلم. اختبرت دراسة ^{[ 15 ]} مجموعتين من المشاركين في مهمة ذاكرة غير تصريحية. نامت إحدى المجموعتين نوم حركة العين السريعة (REM)، بينما لم تنم المجموعة الأخرى (أي أنها نامت نوم حركة العين غير السريعة NREM). ووجد الباحثون أن المشاركين الذين ناموا نوم حركة العين غير السريعة فقط لم يُظهروا تحسنًا ملحوظًا. أما المشاركون الذين ناموا نوم حركة العين السريعة فقد حققوا أداءً أفضل بكثير، مما يشير إلى أن نوم حركة العين السريعة يُسهّل ترسيخ الذكريات غير التصريحية. ^{[ 7 ]} وأظهرت دراسة أحدث ^{[ 16 ]} أن المهمة الإجرائية تُتعلّم وتُحفظ بشكل أفضل إذا تمّت مواجهتها مباشرة قبل النوم، بينما تُتعلّم المهمة التصريحية بشكل أفضل في فترة ما بعد الظهر. ^{[ 6 ]}

كشفت دراسة أجريت عام ٢٠٠٩ ^{[ ١٧ ]} ، استنادًا إلى تسجيلات فيزيولوجية كهربائية لمجموعات كبيرة من الخلايا المعزولة في قشرة الفص الجبهي للفئران، أن تجمعات الخلايا التي تتشكل أثناء التعلم تكون أكثر نشاطًا خلال فترات النوم اللاحقة. وبشكل أكثر تحديدًا، كانت أحداث إعادة التشغيل هذه أكثر وضوحًا خلال نوم الموجة البطيئة ، وتزامنت مع أحداث إعادة تنشيط الحصين. وقد أظهرت هذه الدراسة أن الأنماط العصبية في شبكات الدماغ الكبيرة تُوسَم أثناء التعلم بحيث يُعاد تشغيلها، ويُفترض أنها تُدمج، خلال النوم اللاحق. وأظهرت دراسات أخرى إعادة تنشيط مماثلة لنمط التعلم أثناء تعلم المهارات الحركية وتعلم الأطراف الاصطناعية العصبية. ^{[ ١٨ ] [ ١٩ ]} والجدير بالذكر أن أدلة جديدة تُظهر أن إعادة التنشيط وإعادة القياس قد يحدثان معًا أثناء النوم. ^{[ ٢٠ ]}

يرتبط النوم ارتباطًا مباشرًا بتحصيل الطلاب الدراسي. إذ يعترف ربع طلاب المدارس الثانوية في الولايات المتحدة بأنهم ينامون في الصف مرة واحدة على الأقل أسبوعيًا. ^{[ 21 ]} ونتيجة لذلك، أظهرت الدراسات أن الطلاب الذين ينامون أقل يحققون نتائج أقل. في الولايات المتحدة ، يُعدّ الحرمان من النوم شائعًا بين الطلاب لأن معظم المدارس تبدأ الدراسة فيها باكرًا، ويختار العديد منهم إما السهر حتى وقت متأخر من الليل أو لا يستطيعون ذلك بسبب متلازمة تأخر طور النوم . ^{[ 22 ]} ونتيجة لذلك، لا يحصل الطلاب الذين ينبغي أن يحصلوا على ما بين 8.5 و9.25 ساعة من النوم إلا على 7 ساعات فقط. ^{[ 23 ]} ولعلّ هذا الحرمان من النوم هو ما يُفسّر انخفاض درجاتهم وضعف تركيزهم. ^{[ 24 ]}

تشير الأبحاث إلى أن أساليب التعلم عن بُعد المختلفة تؤثر بشكل كبير على تصورات طلاب التمريض لجودة نومهم. ^{[ 25 ] [ 26 ]} خلال جائحة كوفيد-19، وجدت دراسة أن الطلاب الذين انخرطوا في التعلم غير المتزامن أبلغوا عن جودة نوم أفضل مقارنةً بالطلاب في بيئات التعلم الهجينة أو الحضورية. ^{[ 26 ]} أفاد أكثر من نصف طلاب التمريض الذين شملهم الاستطلاع أنهم يحصلون على أقل من 7 ساعات من النوم الموصى بها ليلاً؛ ومع ذلك، أفاد الطلاب الذين حصلوا على ساعات نوم أكثر بجودة نوم أفضل. ^{[ 26 ]}

نظراً للتأثير الكبير للحرمان من النوم على الأداء الأكاديمي، واختلاف أنماط النوم بين الطلاب، بدأت المؤسسات التعليمية في إعادة النظر في مواعيد بدء الدوام. فعلى سبيل المثال، غيّرت إحدى المدارس في نيوزيلندا موعد بدء الدوام إلى الساعة 10:30  صباحاً عام 2006، لتمكين الطلاب من الالتزام بجدول زمني يتيح لهم مزيداً من النوم. وفي عام 2009، بدأ 800 طالب تتراوح أعمارهم بين 13 و19 عاماً في مدرسة مونكسيتون الثانوية في شمال تاينسايد  دروسهم في الساعة 10 صباحاً بدلاً من الساعة 9 صباحاً المعتادة  ، وأفادت المدرسة بانخفاض الغياب العام بنسبة 8%، والغياب المتكرر بنسبة 27%. ^{[ 27 ]} وفي عام 2024، قامت نحو 20 مدرسة في الدنمارك بتأخير مواعيد بدء الدوام، وحققت نتائج إيجابية. ^{[ 28 ]}

يمثل طلاب الجامعات إحدى أكثر شرائح المجتمع معاناةً من قلة النوم. فـ 11% فقط من طلاب الجامعات الأمريكية ينامون جيدًا، و40% منهم يشعرون بالراحة التامة يومين فقط في الأسبوع. وقد عانى حوالي 73% منهم من مشاكل في النوم بين الحين والآخر. ويُعتقد أن قلة النوم هذه تؤثر سلبًا على قدرتهم على التعلم وتذكر المعلومات، لأن الدماغ يُحرم من الوقت اللازم لترسيخ المعلومات، وهو أمر أساسي لعملية التعلم. ^{[ 29 ]}

يرتبط النوم ارتباطًا مباشرًا بالأداء في مكان العمل. وقد تلعب مراحل النوم المختلفة دورًا في استراتيجيات التعلم، وبالتالي في الأداء المعرفي. في الواقع، فحصت إحدى الدراسات البحثية مجموعة من سبعة وستين بالغًا يتمتعون بصحة جيدة (تتراوح أعمارهم بين 18 و39 عامًا)، ووجدت أنه من خلال تطبيق أساليب التعلم القائمة على المكافأة، سواءً التعلم القائم على النماذج أو التعلم غير القائم على النماذج، تحسّن التعلم القائم على النماذج بشكل ملحوظ مع زيادة ساعات نوم حركة العين السريعة ^{[ 30 ]} .

يشير التعلم القائم على النماذج إلى عقلية أكثر تعقيدًا تتطلب تخطيطًا مسبقًا، بينما يصف التعلم غير القائم على النماذج سلوكًا يعتمد على التكرار ^{[ 31 ]} . في هذه الدراسة، تحسّن التعلم القائم على النماذج مع زيادة مدة نوم حركة العين السريعة (REM)، مما يعني إمكانية أداء مهام معرفية أكثر تعقيدًا. إجمالًا، تُظهر هذه الدراسة كيف أن نوم حركة العين السريعة فعال، بل وربما ضروري، في بيئات العمل.

في الواقع، قد يتأثر الأداء في بيئات العمل الأكثر تعقيدًا سلبًا بسبب قلة النوم. علاوة على ذلك، فحصت دراسة أخرى دراسات منشورة قيّمت أداء النخبة المعرفية، مثل الرياضيين والطيارين، ووجدت أن قلة النوم تؤثر سلبًا على المهام ذات الأهمية المنخفضة، بينما تحافظ على أداء المهام الأكثر تعقيدًا ^{[ 32 ]} . تدعم هذه الدراسة فكرة أن قلة النوم تُغير مستويات الأداء إلى حد ما، مما قد يُشكل تهديدًا لمهام محددة ذات أهمية بالغة.

بشكل عام، تُظهر كلتا الدراستين كيف يمكن أن يتأثر الأداء والتعلم في مكان العمل سلبًا بسبب نقص النوم الكافي. يؤثر النوم بشكل عام على قدرة الشخص على الأداء في جميع جوانب حياته اليومية، سواء في المدرسة أو في مكان العمل.

• "دراسة تقربنا خطوة أخرى من فهم وظيفة النوم" - من كلية الطب والصحة العامة بجامعة ويسكونسن-ماديسون
• "النوم، ربما للتعلم" - من الطبيعة
• "قد تُحسّن الطيور تغريدها أثناء نومها" - من مجلة ساينس
• مراجعة للدراسات تُظهر أن النوم يُحسّن الذاكرة والتعلم - من مجلة ساينس آند نيتشر