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睡眠不足如何破坏记忆

之后正常睡眠也于事无补

2024-06-14 中国科学报 徐锐
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一项6月12日发表于《自然》的研究表明,当大鼠睡眠不足时,一种与长时记忆有关的关键大脑信号——尖波涟漪会减弱,而且即使之后一晚睡眠正常,也不足以修复这种大脑信号。该研究可能有助于解释为什么睡眠不足会破坏记忆的形成。

论文作者之一、美国密歇根大学安娜堡分校计算神经科学家Kamran Diba说,假以时日,基于这些发现,研究人员有望找到改善记忆的靶向治疗方法。

在未参与该研究的美国加利福尼亚大学旧金山分校神经科学家Loren Frank看来,上述研究结果表明,人脑存在一个记忆处理的关键窗口,一旦错过这个窗口,就永远补不上了。

那么,什么是尖波涟漪?它为何十分重要?大脑中的神经元高度互联,它们经常以有规律或重复的模式一起放电,而尖波涟漪就是其中一种放电模式。

在该模式下,一群神经元以极强的同步性放电,另一群神经元则以同样方式紧随其后放电,如此循环往复。这样的尖波涟漪发生在大脑记忆形成的关键所在——海马体。这些放电模式可促进大脑新皮层交流,长时记忆将被储存在这里。

此前,美国纽约大学朗格尼健康中心系统神经科学家Gy?rgy?Buzsáki领导的一项研究发现,当尖波涟漪受到干扰时,小鼠记忆测试表现不佳;当尖波涟漪持续时间被延长后,小鼠在同一测试中的表现有所改善。因此,Buzsáki将尖波涟漪作为记忆和学习的“认知生物标志物”,并自20世纪80年代以来持续对其进行研究。

Diba等人还注意到,尖波涟漪在清醒时和处于深度睡眠时都会出现,而睡眠中尖波涟漪的爆发似乎更有助于短时记忆转化为长时记忆。

为了进一步了解睡眠不足对记忆力的影响,研究团队在几周时间里记录了7只大鼠探索迷宫时海马体的活动情况。他们将这些大鼠分为两组,一组保持正常睡眠,另一组睡眠受到干扰。结果发现,那些反复被唤醒的大鼠,尖波涟漪活动水平与正常睡眠大鼠相似,甚至更高,但前者尖波涟漪的放电强度较弱且组织性较差,前一次放电模式重复程度明显下降。睡眠不足的大鼠经过两天休息后,神经放电模式虽然得到了恢复,但未达到正常睡眠大鼠的水平。

“该研究表明,某个事件的记忆后续会继续被处理,而处理过程对于记忆来说非常重要。”Frank说,这解释了为什么考试前临时抱佛脚或通宵复习是无效策略。

Buzsáki说,Diba等人的发现与其团队的研究数据一致。他们的数据表明,动物清醒时出现的尖波涟漪可能有助于选择哪些经历将成为长时记忆。睡眠不足的小鼠可能无法有效标记长时记忆的经历,也可能无法在以后重现相关经历的放电模式。这意味着睡眠中断可以用来防止记忆被长期存储,而这对有创伤性应激障碍的人可能很有帮助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-024-07538-2

打印 责任编辑:梁春雨

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