揭秘睡眠不足后記憶混亂的可能生理原因

　　此前已有研究發現，睡眠不足會對大腦造成嚴重破壞，導致學習能力下降、記憶混亂等。但其背后的機制仍存在許多不確定性。現在，一項針對小鼠的研究表明，上述睡眠不足導致的結果，部分可能源于腦細胞相互連接方式的改變。

　　在近日發表于《當代生物學》的一項研究中，研究人員發現，僅幾個小時的睡眠剝奪就會減少與學習和記憶相關大腦區域中不同類型突觸的數量。這些發現暗示了一種可能有助于保持思維敏捷的新睡眠方式。

　　沒有參與這項工作的美國華盛頓州立大學神經科學家Marcos Frank說，這項研究“是一項技術上的杰作”。盡管如此，他警告說，目前尚不清楚這一結果是否可以解釋睡眠剝奪產生的不愉快的副作用。

　　突觸是神經細胞間溝通交流的關鍵結構，流經突觸的化學物質使信號能夠通過神經系統傳播。人腦中有數萬億個這樣的連接，形成和重新排列捕獲并存儲信息的神經元回路。

　　各種理論試圖通過上述聯系解釋睡眠和記憶之間的關系。21世紀初一個為眾人所熟知的觀點是，當人們睡覺時，大腦中突觸的強度會降低，這對于節約能量、為第二天編碼新信息做準備非常重要。

　　但英國愛丁堡大學神經科學家Seth Grant說，這些理論通常將突觸視為相對統一的群體，但在過去幾年里，其團隊發現，突觸的多樣性令人驚訝。突觸不僅在發送信號的化學物質或神經遞質類型上存在不同，在周圍神經元蛋白質的結構和組成上也不同。

　　Grant和同事之前開發了可以拍攝大腦中突觸多樣性快照的技術。他們對小鼠進行處理，使其突觸處產生蛋白質PSD95和SAP102的熒光版本。這兩種蛋白質可以將神經元內的許多其他蛋白質結合在一起。然后，他們使用顯微鏡對這些小鼠的大腦進行成像，并根據PSD95、SAP102以及這兩種蛋白質是否存在，將每個突觸分為3種類型。結合每個突觸的大小和結構、每種蛋白質的濃度以及蛋白質回收速度等，研究人員得出了共37種不同亞型的突觸。

　　在近日發表的研究中，Grant團隊對上述亞型——被稱為“突觸組”，是如何隨睡眠剝奪而變化的進行解析。他們將正常睡眠的小鼠與剝奪6小時睡眠的小鼠進行了比較。大腦圖像顯示，盡管突觸總數保持相對穩定，但睡眠不足小鼠的突觸多樣性下降，尤其是在與學習和記憶相關的兩個大腦區域——大腦皮層和海馬體。此外，快速回收蛋白質的突觸數量減少，而緩慢回收蛋白質的突觸數量增加。

　　Grant指出，他們的發現表明，睡眠在保護大腦記憶相關區域的突觸多樣性方面起重要作用，這可能有助于解釋為什么當人們睡眠不足時，記憶會受到影響。（徐銳）

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.07.032