수면 중에도 아기의 뇌는 쉼이 없다. 아이들은 잠을 자는 동안 그들이 배운 것을 재처리한다. 튀빙겐 대학의 연구자들과 라이프치히의 막스 프랑크 연구소의 인지 및 뇌과학 과학자들은 9~16개월 사이 아기들이 낮잠을 자는 경우 객체의 이름을 보다 잘 기억한다는 사실을 발견하였다. 그리고 막 잠든 이후 아이들은 유사한 새로운 객체에 배운 이름을 전송할 수 있다. 따라서 유아는 수면하는 동안 일반적인 카테고리를 형성하고, 경험을 지식으로 전환한다.
연구원들은 또한 카테고리 범주가 수면생리(sleep spindles)라 불리는 전형적인 뇌수면의 리드미컬한 활동과 밀접하게 관련되어 있다. 높은 수면생리 활동의 유아는 특히 경험을 일반화하는데 능숙하고, 자는 동안 새로운 지식을 개발하는데 익숙하다.
수면은 뇌에게 휴식을 주는 것 그 이상을 의미한다. 감각기관에서 얻은 정보의 흐름은 자는 동안 대부분 끊어지지만, 대부분의 뇌영역은 매우 활발하게 활동한다.
대부분의 뇌연구원들은 수면 뇌는 최근 경험을 되찾으려고 노력하고, 따라서 새로운 지식을 압축하고 현재의 기억을 강화한다. 이는 신경망 연계를 강화하고, 다시 연결하고 정형화함으로써 가능하다. 이것은 수면이 기억에 있어 없어서는 안 되는 것으로 해석되고 있다.
막스 프랑크 연구원들은 이러한 사례가 아기, 유아에서도 발견되고 있음을 밝혔다. 유아 기억에 대한 수면 효과를 연구하기 위해, 9~16개월 된 유아를 가진 부모들을 참여시켰다. 훈련 과정에서 유아들은 물체에 할당된 부분적인 이름을 들려주면서 특정 물체의 이미지를 반복적으로 제시하였다. 일부 물체는 유사하지만 속성, 색상 등에서 일부 차이가 있었다. 이러한 과정에서 연구원들은 EEG를 활용해 유아 뇌 활동을 기록하였다.
한 유아 그룹은 다음 단계로 EEG를 기록하는 동안 2시간 정도 잠을 잤고, 다른 유아 그룹은 깨어있는 상황에서 놀거나 걸었다. 다음 단계로 연구원들은 유아에게 사진과 단어를 함께 보여주고 뇌 활동을 다시 측정하였다.뇌 활동 분석은 나이에 상관없이 유아들은 훈련 과정에서 개별적인 물체의 이름을 배우지만 범주화의 경우 차이가 있음을 입증하였다. 또한 훈련 과정 이후, 유아들은 새로운 물체에 몇 번 반복해서 들은 유사한 물체의 이름을 부여하지 못함을 보였다.
이후 훈련 과정에서 잠을 잔 유아의 뇌 활동은 깨어있었던 유아의 뇌 활동과 뚜렷하게 차이가 있는 것으로 나타났다. 계속 깨어있었던 유아들은 개별적인 물체의 이름들을 까먹었지만, 잠을 잔 유아들은 물체와 이름 사이 매칭을 기억하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 물체를 범주화하는데 있어 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다. 잠을 잔 유아들만이 새로운 물체에 유사하게 보이는 물체의 이름을 할당할 수 있었다. 이것은 범주화가 잠을 자는 동안 형성되고 있음을 의미한다.
유아의 나이는 효과가 없지만, 수면생리라 불리는 특정 형태의 뇌파는 학습 성과에 있어 뚜렷한 효과가 있는 것으로 나타났다. 수면생리는 시상과 대뇌겉질 사이에 있는 신경다발이 1초에 10~15번 회전하는 리드미컬한 활동을 생성한다. 이것들은 성인에 있어 기억 공고화(memory consolidation)에 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다. 유아의 수면생리 활동이 클수록 수면 이후 새로운 물체에 이름을 부여하는 능력이 더 좋아진다는 것을 의미한다. 이러한 결과는 수면이 명확하게 유아에서도 기억 기관에 영향을 끼치고 있음을 보여주는 것이다.
수명과 수면생리는 또한 유아가 유사한 의미를 합쳐 생각하는 것을 가능하게 한다. 뇌가 외부 효과와 단절되는 경우, 뇌는 뇌의 경험을 조직하고 새로운 일반화를 형성한다. 이와 같은 방식으로 구체적인 물체와 일반적인 범주 사이 차이를 수면이 연계하고 따라서 경험을 지식으로 이전하는 역할을 수행하게 된다.
