假如你是一名考生，大考在即，你是会熬夜备考，还是休息睡觉？很多有过睡眼昏沉经历的人都知道，在睡眠不足的状态下，是很难记住信息的。6月12日，一组研究人员在《自然》杂志上发表了一项研究，揭示了这背后的原因。
研究人员通过分析在睡眠期间，脑的内部发生了什么来促进记忆形成，以及在睡眠剥夺期间，脑的内部又发生了什么来损害记忆形成，发现记忆处理有一个关键的“窗口”，一旦错过这个“窗口”，记忆就丧失了。
尖波涟漪
脑中的神经元很少单独行动，它们通常都高度相关，经常以某种有节奏的或重复的模式一起放电。其中一种这样的电活动模式，被称为尖波涟漪。
尖波涟漪发生在一个被称为海马的脑区，这是与记忆形成有关的关键区域。在尖波涟漪模式下，一大群神经元会以极其同步的方式放电，接着另一大群神经元也会以同样的方式放电，以此类推，一个接一个地以特定的节奏放电。
尖波涟漪模式被认为会促进与新皮层的交流，而新皮层则是储存长期记忆的地方。先前有研究发现，当尖波涟漪受到干扰时，小鼠在记忆测试中表现不佳；而当这些涟漪被延长时，小鼠在同一测试中的表现会有所改善。
在休息状态和睡眠中，尖波涟漪每隔几秒钟就会从海马发出，持续数小时。但是，在睡眠中会又会发生什么呢？如果一个神经元在睡眠中有反应，那么我们能从中推断出什么？
神经元模式的可视化
在一项于5月8日发表在《自然》杂志的研究中，同一研究团队的研究人员报告了一种能够在大鼠睡觉时，可视化与位置相关的神经元模式的方法。
特定的神经元可以适应特定的刺激。例如，迷宫中的大鼠一旦到达迷宫中的特定地点，它们的一些神经元就会被激活。这些被称为“位置神经元”的细胞在我们人体内也很活跃，它们能帮助人们在环境中导航。
在当时的研究中，研究人员在让大鼠完成一个新的迷宫任务后，测量了大鼠在睡眠期间的脑活动。利用一种被称为贝叶斯学习的统计推断，他们首次追踪到了哪些神经元会对迷宫中的哪些位置做出反应，实现了实时地可视化神经元的变化。
睡眠 vs 睡眠剥夺
在新研究中，为了了解睡眠不足会如何影响记忆，研究人员采用这种方法，记录了7只大鼠在几周内探索迷宫时的海马中的活动。
在实验中，他们会定期扰乱一部分大鼠的睡眠，让它们处于睡眠剥夺状态；并让另一部分大鼠享有充足的睡眠。接着，他们比较了在睡眠和睡眠缺失状态下，神经元再激活（在迷宫探索过程中被激活的神经元在休息时再次自发地激活）的数量和它们的重放（再激活的顺序）。
他们发现，在睡眠期间，与迷宫体验有关的神经元再激活和重放，比睡眠剥夺期间更高。另外，他们还惊讶地发现，与正常睡眠的大鼠相比，被反复干扰睡眠的大鼠有着相似或更高频率的尖波涟漪，只是这些涟漪的振幅更小、功率更低，也更没有组织。
当被剥夺了睡眠的大鼠经过两天的恢复后，虽然再激活的情况略有回弹，但无论如何都赶不上正常睡眠的大鼠的水平。此外，重放也同样受到损害，而且当失去的睡眠得到恢复时，重放也并没有恢复。
针对记忆的治疗
再激活与重放对记忆都至关重要，因此这些研究结果清晰地证明了睡眠剥夺对记忆的有害影响。这一发现或许能为改善记忆力带来有针对性的治疗方案。它表明可以用干扰睡眠来阻止记忆的长期存储，这对那些近期经历过创伤，比如那些患有创伤后应激障碍的人来说，或许会有所帮助。
接下来，研究人员希望能继续研究睡眠中记忆处理的本质，为什么它们需要被再激活，以及睡眠压力对记忆的影响。
#创作团队：
编译：糖兽
排版：雯雯
#参考来源：
https://www.michiganmedicine.org/health-lab/studies-uncover-critical-role-sleep-formation-memories
https://www.nature.com/articles/d41586-024-01732-yhttps://www.nature.com/articles/s41586-024-07538-2
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07538-2
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240530182203.htm
#图片来源：
封面图&首图：YolGezer / Pixabay
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