我們的記憶力會在睡眠期間得到增強纤勒,海馬體是大腦的記憶中心寡喝,而海馬體尖波漣漪(sharp-wave ripple,SWR)期間覺醒體驗的激活和重放被認為是記憶力得到增強的關(guān)鍵缆毁。睡眠不足會損害記憶力岛蚤,然而邑狸,我們對于睡眠不足是如何影響這一過程的,仍知之甚少涤妒。
2024年6月12日单雾,密歇根大學(xué)安娜堡分校的研究人員在?Nature?期刊發(fā)表了題為:Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn)她紫,在睡眠不足時硅堆,一個與長期記憶有關(guān)的關(guān)鍵大腦信號——海馬體的尖波漣漪,會被減弱贿讹,這有助于解釋為什么睡眠不好會擾亂記憶形成渐逃,經(jīng)過一夜糟糕的睡眠后,即使恢復(fù)正常睡眠民褂,也不足以修復(fù)這一大腦信號茄菊。這項研究可能會帶來改善記憶的靶向治療方法疯潭。
神經(jīng)元在大腦中很少單獨行動,它們之間高度互聯(lián)面殖,經(jīng)常以有規(guī)律或重復(fù)的模式一起放電竖哩。其中一種模式就是尖波漣漪(sharp-wave ripple,SWR)脊僚,即一大群神經(jīng)元以極強的同步性放電相叁,然后另一大群神經(jīng)元也以同樣的方式放電,如此循環(huán)往復(fù)吃挑,以特定的節(jié)奏進行钝荡。這些尖波漣漪發(fā)生在大腦的一個特定區(qū)域——海馬體街立,它是記憶形成的關(guān)鍵區(qū)域舶衬。這些模式被認為有助于與大腦新皮層(neocortex,長期記憶存儲的地方)進行交流赎离。
這些尖波漣漪的功能之一是逛犹,其中一些是過去事件中大腦活動模式的加速重演。例如梁剔,當(dāng)動物進入籠子中的某個特定位置時虽画,海馬體中的一組神經(jīng)元會同時放電,形成該位置的神經(jīng)表征荣病。隨后码撰,這些相同的神經(jīng)元可能會參與尖波漣漪,就好像它們在快速重演這段經(jīng)歷的片段一樣个盆。
之前的研究發(fā)現(xiàn)脖岛,當(dāng)這些尖波漣漪受到干擾時,小鼠在記憶測試中的表現(xiàn)不佳颊亮。而當(dāng)這些尖波漣漪持續(xù)時間較長時柴梆,它們在相同測試中的表現(xiàn)則有所改善。因此终惑,這些尖波漣漪也被稱為記憶和學(xué)習(xí)的“認知生物標志物”绍在。
在這項研究中,研究團隊注意到雹有,尖波漣漪不僅會在清醒時出現(xiàn)偿渡,還會在深度睡眠時出現(xiàn),而睡眠中的這些尖波漣漪的爆發(fā)似乎特別有助于將短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶霸奕。
這些尖波漣漪卸察、睡眠和記憶之間的聯(lián)系已得到充分證明,但直接操縱睡眠以確定睡眠如何影響這些尖波漣漪铅祸,進而影響記憶的研究卻很少坑质。
為了了解睡眠不足如何影響記憶力合武,研究團隊在幾周的時間里記錄了7只大鼠在探索迷宮時海馬體的活動情況。他們定期打擾其中一些大鼠的睡眠涡扼,而讓另一些大鼠自由睡眠稼跳。
令人驚訝的是,那些被反復(fù)喚醒的大鼠的尖波漣漪活動水平與那些得到正常睡眠的大鼠相似吃沪,甚至更高汤善,但尖波漣漪的放電強度較弱且組織性較差,顯示出前一次放電模式重復(fù)程度的明顯下降票彪。在經(jīng)過兩天的恢復(fù)期后红淡,睡眠不足的大鼠重新恢復(fù)了之前的神經(jīng)模式,但并未達到那些得到正常睡眠的大鼠的水平降铸。
值得一提的是在旱,2024年3月28日,紐約大學(xué)的研究人員在Science?期刊發(fā)表了題為:Selection of experience for memory by hippocampal sharp wave ripples?的研究論文【2】推掸。該研究發(fā)現(xiàn)桶蝎,發(fā)現(xiàn)動物在清醒時發(fā)生的尖波漣漪可能有助于選擇將哪些經(jīng)歷存入長期記憶。
這兩項研究相互印證谅畅,表明了睡眠不足或睡眠中斷會導(dǎo)致尖波漣漪紊亂登渣,從而阻止記憶進入長期存儲。
這些發(fā)現(xiàn)清楚地表明毡泻,記憶在經(jīng)歷事件之后仍會繼續(xù)被處理胜茧,而這些處理過程對于記憶非常重要。這或許可以解釋為什么在考試前突擊復(fù)習(xí)或熬夜復(fù)習(xí)不是一個有效策略仇味。但是呻顽,對于那些近期經(jīng)歷過創(chuàng)傷的人來說,例如患有創(chuàng)傷性應(yīng)激障礙(PTSD)的人邪铲,這或許不是個壞事芬位,睡眠剝奪可能會是一種潛在治療方式。
論文鏈接:
1. https://www.nature.com/articles/s41586-024-07538-2
2. https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk8261