好不容易记住的内容，一觉起来就忘了大半？大脑是怎样在睡眠状态中权衡需要记住或遗忘的信息？近期一项在大鼠上的研究发现，当我们处于睡眠状态时，一种慢波脑电波帮助强化记忆，而另一种与之对抗的脑电波削弱记忆。两种脑波的动态平衡完成了大脑中信息的重组。通过更深入的研究，未来我们或许能找到强化学习或改善认知能力的方法。
大脑收集的记忆远比它能保存的要多。我们一整天都在吸收新的信息，但第二天只有一部分得到保留。睡眠在这种习得与遗忘的平衡中似乎至关重要，在睡眠中大脑通过发射电信号的模式使某些记忆得到加强，其他的被抹除，但我们尚不了解这个过程的具体机制。
10 月 3 日发表的一项研究初步解开了这个谜团，研究分离出两种功能相反的脑波，它们一个强化记忆，一个弱化记忆。仅仅通过分离这两种脑电波，研究人员就能初步解释大脑如何处理记忆，从而有选择性地保留或遗忘，他们为这个领域相互竞争的理论提供了一个协调方案。
加州大学旧金山分校的神经学副教授、该研究的资深作者卡鲁内什·甘古利说，过去我们的理解中存在一道鸿沟，我们无法解释睡眠为什么对记忆和遗忘都同等重要。关于记忆强化的各种理论通常被划为两大阵营，每个阵营都有一些证据作为支撑。
其中一个阵营将学习的长时记忆形成归因于睡眠状态中重现的大脑活动。这些神经元集群模仿了最初学习过程的信号，这种重复加强了神经元之间的突触连接，从而加强了记忆。理论上，其他神经元之间的连接没有被再次激活，因此不会得到强化，由它们控制的记忆就会淡化。
另一个阵营的许多研究人员则提出“突触削弱”的概念，这类理论认为大脑会更加积极地清除不太有用的记忆。因为学习过程涉及加强脑内突触连接的神经活动，会十分消耗能量；而在睡眠状态中，流入这些突触连接的能量减少，那些长期而言重要性较低的连接因此弱化。通过除去这些作为背景噪音的无用记忆，大脑过滤出有用的信号，从而提高了效率。
通过观察睡眠相关的不同脑电波模式在记忆保持中的作用，新的研究弥合了这些理论之间的分歧。几十年来，关于记忆强化与遗忘的研究主要着眼于两种脑电波模式：慢振荡和睡眠纺锤波，它们共同对记忆的巩固起着至关重要的作用。
认识到慢振荡和 δ 波之间的差别，恰恰是新发表的这篇研究中发现的关键。
加州大学旧金山分校的神经学博士后、该项研究的主要作者金杰容与来自西达赛奈医疗中心的生物医学和神经学助理教授塔努吉·古拉蒂合作。通过提供奖赏，他们训练大鼠学习一种新的技能，这种技能涉及运动皮质的特定神经活动。晚上，大鼠睡觉的时候，他们对其脑中特定的波形加以抑制。第二天，他们测试了大鼠对新技能的记忆是否有所加强或淡化，以此探寻不同脑电波的功能。
金在他的大鼠脑电波图中用精确的标准区分了慢振荡和 δ 波，总结出两者的区别；他的结论与 20 多年前一项对猫的研究相符，那是人们首次发现二者的区别。当他和同事们消去了慢振荡后，大鼠的学习效果下降了，这点与预期相符，因为慢振荡对于巩固记忆的重要性是已知的。但令研究人员惊讶的是，干扰 δ 波后，他们看到了相反的效果：大鼠的记忆增强了。
这些相互竞争的功能背后的机制为两个关于记忆巩固的核心理论都提供了支持。古拉蒂的研究小组之前发现，伴随慢振荡的纺锤波与神经活动组合的再次激活和记忆强化有关。与此同时，δ 波似乎能够使记忆淡化，或许是通过某种形式的突触削弱，削弱了脑内连接。
事实上，慢振荡和 δ 波互相竞争，以争取和纺锤波在时间上同步。慢振荡与纺锤波的同步率与大鼠对新技能的记忆效果相关，但如果将慢振荡和 δ 波的同步率都纳入考虑的话，预测准确度还能大大提高。影响记忆的不只是慢振荡，δ 波似乎也产生了影响。
但这种平衡是精细而微妙的，脑损伤或睡眠剥夺等情况都可能破坏这种平衡。古拉蒂说，由于经历脑损伤的人常出现脑波改变，δ 波和慢振荡的比例变化可能导致持续性记忆缺陷。并且，这些波之间的关系可能还体现在一个远比这更普遍的现象中——年龄增长伴随的认知能力下降。
认识到 δ 波可能具备与慢振荡不同的功能，这一概念也为睡眠与记忆领域的许多其他研究提供了前景光明的方法。
比如，一些旨在改善睡眠的药物仍无法加强学习和记忆，未来的研究或许能通过探索慢波如何在两种波的影响下保持平衡，找到其中的原因。在睡眠中跟踪慢波的数据可能将提供新的线索，分别解释慢振荡和 δ 波的影响。我们最终甚至有可能证明，通过干扰 δ 波来强化记忆才是可行的，而不是专注产生更多的慢振荡。通过对记忆超常人群的大脑活动进行研究，或许还能得到加强记忆的干预方法。
不过，金的工作之后，还有一个问题悬而未决，那就是为什么人类以及其他一些动物需要这么多的睡眠。有证据表明，慢波和睡眠纺锤波的耦合只占据数小时睡眠中的几秒钟，而这种耦合只需要发生几次，就能使记忆持久性发生长期改变。