此前，科学家们已经发现，睡眠对于学习和记忆都有重要的促进作用。不过，睡眠究竟如何对学习和记忆产生影响，这一过程的机制还不是很清楚。而近日发表于《科学》期刊上的一项最新研究发现，在学习后睡眠可以促进大脑神经元细胞之间联结的形成，使人们对这一问题的理解又前进了一步。
这项研究使用了可在神经元中表达荧光蛋白的基因工程小鼠，并通过激光扫描显微镜对其中的荧光蛋白进行观察，以此监测神经元上树突棘的生长情况。
树突棘是神经元树突上伸出的棘状突起，是神经元之间形成联结的主要部位。树突棘的生长和变化与学习记忆过程密切相关。研究者们让小鼠学习如何在一根旋转的木杆上保持平衡，并对它们大脑中的树突棘变化进行记录。结果发现，在接受训练之后，小鼠的大脑中特定位置形成了新的树突棘，根据学习任务的不同，树突棘也会产生不同的生长方式。
为了确定睡眠对这一过程的影响，研究者们接下来用两组小鼠进行了实验：一组在旋转的木杆上训练1小时，之后睡眠7小时，而且另一组则在训练之后7小时保持清醒。通过对这两组小鼠脑神经元的观察，研究者发现，与学习后睡一觉的小鼠相比，被剥夺睡眠的小鼠神经元中新树突棘的成长明显较少。
此外，研究者还发现，在小鼠学习过程中激活的运动皮层区域，在此后的慢波睡眠中也会再次变得活跃。如果干扰了睡梦中这些脑细胞的活跃过程，树突棘的生长也会受到抑制。这些发现提示，在学习之后，睡眠可以促进神经元树突棘的生长，并可能通过这种方式促进学习和记忆的效果。