睡眠不足擾亂記憶

近日，一項發表于《自然》的研究表明，當大鼠睡眠不足時，一種與長時記憶有關的關鍵大腦信號——尖波漣漪會減弱，而且即使后一晚睡眠正常，也不足以修復這種大腦信號。該研究可能有助于解釋為什么睡眠不足會破壞記憶的形成。

論文作者之一、美國密歇根大學安娜堡分校計算神經科學家Kamran Diba說，假以時日，基于這些發現，研究人員有望找到改善記憶的靶向治療方法。

在未參與該研究的美國加利福尼亞大學舊金山分校神經科學家Loren Frank看來，上述研究結果表明，人腦存在一個記憶處理的關鍵窗口，一旦錯過了這個窗口，就永遠錯過了。

那么，什么是尖波漣漪？它為何十分重要？大腦中的神經元高度互聯，它們經常以有規律的或重復的模式一起放電，而尖波漣漪就是其中的一種放電模式。

在該模式下，一群神經元以極強的同步性放電，另一群神經元則以同樣的方式緊隨其后放電，如此循環往復。這樣的尖波漣漪發生在大腦記憶形成的關鍵所在——海馬體。這些放電模式可促進大腦新皮層交流，長時記憶將被儲存在這里。

這些尖波漣漪的功能之一是使一些過去事件發生時大腦的活動模式加速重演。此前，美國紐約大學朗格尼健康中心系統神經科學家Gy?rgy Buzsáki領導的一項研究發現，當尖波漣漪受到干擾時，小鼠記憶測試表現不佳；當尖波漣漪持續時間被延長后，小鼠在同一測試中的表現有所改善。因此，Buzsákii將尖波漣漪作為記憶和學習的“認知生物標志物”，并自20世紀80年代以來持續對其進行研究。

Diba等人還注意到，清醒時和處于深度睡眠時尖波漣漪都會出現，而睡眠中這些尖波漣漪的爆發似乎更有助于短時記憶轉化為長時記憶。

為了進一步了解睡眠不足對記憶力的影響，研究團隊在幾周的時間里記錄了7只大鼠探索迷宮時海馬體的活動情況。這些大鼠分為兩組，一組保持正常睡眠，另一組睡眠受到干擾。結果發現，那些反復被喚醒的大鼠的尖波漣漪活動水平與正常睡眠大鼠的相似，甚至更高，但前者尖波漣漪的放電強度較弱且組織性較差，前一次放電模式重復程度明顯下降。睡眠不足的大鼠在經過兩天的恢復后，神經模式雖然得到恢復，但未再達到正常睡眠大鼠的水平。

“該研究表明，某個事件的記憶后續會被繼續被處理，而處理過程對于記憶來說非常重要。”Frank說，這解釋了為什么考試前臨時抱佛腳或通宵復習是無效策略。

Buzsáki說，Diba等人的發現與其團隊的研究數據一致。他們的數據表明，動物清醒時出現的尖波漣漪可能有助于選擇哪些經歷成為長時記憶。睡眠不足的小鼠可能無法有效標記長時記憶的經歷，可能無法在以后重現相關經歷的放電模式。這意味著睡眠中斷可以用來防止記憶被長期存儲，而這對有創傷性應激障礙的人說可能很有幫助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07538-2