一項6月12日發(fā)表于《自然》的研究表明，當(dāng)大鼠睡眠不足時，一種與長時記憶有關(guān)的關(guān)鍵大腦信號——尖波漣漪會減弱，而且即使之后一晚睡眠正常，也不足以修復(fù)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(xué)安娜堡分校計算神經(jīng)科學(xué)家Kamran Diba說，假以時日，基于這些發(fā)現(xiàn)，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(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)家Loren Frank看來，上述研究結(jié)果表明，人腦存在一個記憶處理的關(guān)鍵窗口，一旦錯過這個窗口，就永遠補不上了。

那么，什么是尖波漣漪？它為何十分重要？大腦中的神經(jīng)元高度互聯(lián)，它們經(jīng)常以有規(guī)律或重復(fù)的模式一起放電，而尖波漣漪就是其中一種放電模式。

在該模式下，一群神經(jīng)元以極強的同步性放電，另一群神經(jīng)元則以同樣方式緊隨其后放電，如此循環(huán)往復(fù)。這樣的尖波漣漪發(fā)生在大腦記憶形成的關(guān)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。

此前，美國紐約大學(xué)朗格尼健康中心系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)家Gy?rgy?Buzsáki領(lǐng)導(dǎo)的一項研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)尖波漣漪受到干擾時，小鼠記憶測試表現(xiàn)不佳；當(dāng)尖波漣漪持續(xù)時間被延長后，小鼠在同一測試中的表現(xiàn)有所改善。因此，Buzsáki將尖波漣漪作為記憶和學(xué)習(xí)的“認知生物標志物”，并自20世紀80年代以來持續(xù)對其進行研究。

Diba等人還注意到，尖波漣漪在清醒時和處于深度睡眠時都會出現(xiàn)，而睡眠中尖波漣漪的爆發(fā)似乎更有助于短時記憶轉(zhuǎn)化為長時記憶。

為了進一步了解睡眠不足對記憶力的影響，研究團隊在幾周時間里記錄了7只大鼠探索迷宮時海馬體的活動情況。他們將這些大鼠分為兩組，一組保持正常睡眠，另一組睡眠受到干擾。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，那些反復(fù)被喚醒的大鼠，尖波漣漪活動水平與正常睡眠大鼠相似，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(fù)程度明顯下降。睡眠不足的大鼠經(jīng)過兩天休息后，神經(jīng)放電模式雖然得到了恢復(fù)，但未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(xù)會繼續(xù)被處理，而處理過程對于記憶來說非常重要?！盕rank說，這解釋了為什么考試前臨時抱佛腳或通宵復(fù)習(xí)是無效策略。

Buzsáki說，Diba等人的發(fā)現(xiàn)與其團隊的研究數(shù)據(jù)一致。他們的數(shù)據(jù)表明，動物清醒時出現(xiàn)的尖波漣漪可能有助于選擇哪些經(jīng)歷將成為長時記憶。睡眠不足的小鼠可能無法有效標記長時記憶的經(jīng)歷，也可能無法在以后重現(xiàn)相關(guān)經(jīng)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(chuàng)傷性應(yīng)激障礙的人可能很有幫助。

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