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。研究人员的分析发现,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。
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。
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?在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老鼠睡觉时,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,迷宫中的老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,研究人员采用了这种方法,记录了7只老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老鼠的睡眠,让它们处于睡眠剥夺状态;并让另一部分老鼠享有充足的睡眠。接着,他们比较了在睡眠和睡眠缺失状态下,神经元再激活的数量和它们的重放。
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,与正常睡眠的老鼠相比,被反复干扰睡眠的老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。
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。