神经元在大脑中很少单独行动,它们之间高度互联,经常以有规律或重复的模式一起放电。其中一种模式就是尖波涟漪(sharp-wave ripple,SWR),即一大群神经元以极强的同步性放电,然后另一大群神经元也以同样的方式放电,如此循环往复,以特定的节奏进行。这些尖波涟漪发生在大脑的一个特定区域——海马体,它是记忆形成的关键区域。这些模式被认为有助于与大脑新皮层(neocortex,长期记忆存储的地方)进行交流。
神经元在大脑中很少单独行动,它们之间高度互联,经常以有规律或重复的模式一起放电。其中一种模式就是尖波涟漪(sharp-wave ripple,SWR),即一大群神经元以极强的同步性放电,然后另一大群神经元也以同样的方式放电,如此循环往复,以特定的节奏进行。这些尖波涟漪发生在大脑的一个特定区域——海马体,它是记忆形成的关键区域。这些模式被认为有助于与大脑新皮层(neocortex,长期记忆存储的地方)进行交流。

来自密歇根大学安娜堡分校的研究人员在 Nature 期刊发表了题为:Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay 的研究论文。该研究发现,在睡眠不足时,一个与长期记忆有关的关键大脑信号——海马体的尖波涟漪,会被减弱,这有助于解释为什么睡眠不好会扰乱记忆形成,经过一夜糟糕的睡眠后,即使恢复正常睡眠,也不足以修复这一大脑信号。这项研究可能会带来改善记忆的靶向治疗方法。

为了了解睡眠不足如何影响记忆力,研究团队在几周的时间里记录了7只大鼠在探索迷宫时海马体的活动情况。他们定期打扰其中一些大鼠的睡眠,而让另一些大鼠自由睡眠。令人惊讶的是,那些被反复唤醒的大鼠的尖波涟漪活动水平与那些得到正常睡眠的大鼠相似,甚至更高,但尖波涟漪的放电强度较弱且组织性较差,显示出前一次放电模式重复程度的明显下降。在经过两天的恢复期后,睡眠不足的大鼠重新恢复了之前的神经模式,但并未达到那些得到正常睡眠的大鼠的水平。这项研究说明记忆在经历事件之后仍会继续被处理,而这些处理过程对于记忆非常重要。这或许可以解释为什么在考试前突击复习或熬夜复习不是一个有效策略。但是,对于那些近期经历过创伤的人来说,例如患有创伤性应激障碍(PTSD)的人,这或许不是个坏事,睡眠剥夺可能会是一种潜在治疗方式。
Giri B, et al. Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay. Nature. 2024 Jun;630(8018):935-942. doi: 10.1038/s41586-024-07538-2.