不只是休息：睡眠中的记忆巩固与重置新发现

酷炫脑科学

2024-10-30 20:00发布于上海酷炫脑科学官方账号

Via：Pixabay

作者 | Cornell University

翻译 | 杜雅兴

审校 | 酷炫脑

美工 | Jenny

编辑 | 加薪

所有动物都需要睡眠，这不仅是为了巩固记忆，也是为了重置大脑并使其在清醒时段正常运作。

虽然大家都知道良好的睡眠能够恢复精力，但康奈尔大学（Cornell University）的一项新研究发现，它还能重置另一项关键功能：记忆。

学习或经历新事物会激活大脑海马区（负责记忆的重要区域）的神经元。之后，当我们睡觉时，这些相同的神经元会重复相同的活动模式，借此大脑得以巩固这些记忆，随后将其存储于被称作皮质的大片区域。但是，我们为何能够终身不断学习新事物，而不会耗尽所有的神经元呢？

一项刚刚发表于《科学》（Science）杂志、题为“睡眠期间记忆重现的海马回电路机制” (A Hippocampal Circuit Mechanism to Balance Memory Reactivation During Sleep）的新研究发现，在深度睡眠的特定时段，海马体的某些部分会进入静默状态，从而使这些神经元得以重置。

神经生物学与行为学助理教授、该论文的通讯作者Azahara Oliva说道“这种机制可以让大脑在第二天重新利用相同的资源和神经元进行新的学习。”

海马体可分为三个区域：CA1、CA2 和 CA3。CA1 和 CA3 参与时间和空间相关的记忆编码，且已得到深入研究；而人们对于 CA2 的了解则相对较少，此次研究发现，睡眠期间海马体的沉默与重置是由 CA2 所引发。

研究人员在小鼠的海马体中植入电极，从而能够在学习和睡眠期间记录神经元活动。通过这种方式，他们发现在睡眠期间，CA1和CA3区域的神经元会重现白天学习过程中形成的相同的神经元模式。但研究人员想要弄清楚大脑是如何在每日的学习进程中避免过载或耗尽神经元的。

Azahara Oliva 说“我们意识到，在睡眠过程中还存在其他海马体状态，此时一切都归于静默。原本十分活跃的 CA1 和 CA3 区域突然安静下来。这是一种记忆重置状态，是由中间区域CA2产生的。”

被称为锥体神经元的细胞被认为是对诸如学习等功能性活动起作用的活跃神经元。另一种类型的细胞，即中间神经元，具有不同的亚型。研究人员发现，大脑中存在由这两种类型的中间神经元所调控的并行电路——一种调控记忆，另一种则允许记忆重置。

研究人员认为，通过对记忆巩固机制加以调整，他们如今已拥有增强记忆的手段，这在记忆功能出现障碍（如阿尔茨海默病）时可以加以应用。重要的是，他们还获得了探索消除负面或创伤性记忆的方法的证据，这或许有助于治疗诸如创伤后应激障碍等病症。

该研究结果有助于阐释为何所有动物都需要睡眠，这不仅是为了巩固记忆，也是为了重置大脑并使其在清醒时段正常运作。Azahara 表示“我们的研究表明记忆是一个动态过程。”

此项研究由美国卫生研究院、斯隆奖学金、怀特霍尔研究基金、克林格斯坦 - 西蒙斯奖学金以及新前沿基金资助。

Via：《干物妹小埋》

参考文献（点击滑动查看）

1.Lindsay A. Karaba, Heath L. Robinson, Ryan E. Harvey, Weiwei Chen, Antonio Fernandez-Ruiz, Azahara Oliva. A hippocampal circuit mechanism to balance memory reactivation during sleep. Science, 2024; 385 (6710): 738 DOI: 10.1126/science.ado5708