模仿深睡眠脑活动改善了记忆

一个好的睡眠会提高我们对白天所学知识的记忆能力，这并不奇怪。现在，日本理研脑科学研究所(RIKEN Brain Science Institute)的研究人员发现了一个大脑回路，该回路控制着某些记忆在睡眠期间如何在大脑中巩固。发表于5月26日科学杂志，该研究表明了如何在非REM睡眠期间进行实验操纵所识别的神经连接（深睡眠）可以预防或增强小鼠的内存保持。

由Masanori Murayama领导的研究小组研究了长期以来已知的记忆巩固现象睡眠在他们最近关于触觉感知的研究基础上，他们发现感知纹理需要神经回路中的信号从高层次的运动相关的大脑区域返回到低级的触觉相关的感觉区域。他们推断，同样的“自上而下”路径可能也会巩固对纹理的记忆。村山解释说:“长期以来，有一种假说认为，自上而下的输入对记忆巩固至关重要，在睡眠期间，在最初体验中被激活的感觉区域的神经元可以通过未知的途径“重新激活”。我们发现这种自上而下路径的重新激活对老鼠的触觉记忆编码是至关重要的。”

研究人员制定了一种评估记忆保留的任务，依赖于小鼠的自然倾向，花更多时间调查其环境中的新项目。首先，他们允许小鼠探索两个房间的物体，楼层光滑，然后它们将其中一个光滑的楼层改为纹理地板，再次允许小鼠探索。患有正常的睡眠，小鼠花了更多的时间用纹理的地板探索房间，表明他们记得平滑的房间，对它不太感兴趣。通常，只要第二次勘探发生在两天内，就会观察到这种行为。

为了检查顶部下降电路是否负责睡眠期间的内存整合，它们以几种方式操纵小鼠。首先，他们表明，睡眠剥夺后立即遵循第一次触觉经验，导致小鼠在第二次勘探中探讨纹理的房间，表明他们不记得平滑的房间。接下来，在第一次探索后不久，它们在非REM睡眠期间灭活了自上而下的神经途径，发现在第二次勘探中，小鼠似乎被剥夺了睡眠状态。当小鼠醒来或在后来的非REM睡眠期间沉默自上而下的途径对性能没有影响，表明在经验之后的第一次非REM睡眠中发生了记忆整合。

自上而下回路激活在非快速眼动睡眠中的重要性表明内存整合可能涉及两个大脑区域之间的同步慢波大脑活动，这是非快速眼动睡眠的特征。为了验证这一点，他们在第一次触觉体验后的非快速眼动睡眠期间，人为地在大脑回路的上下区域进行同步或不同步的活动。异步激活的小鼠无法巩固记忆，但同步激活使它们对光滑地板的强烈记忆保持了至少4天，或者是正常记忆的两倍。同步处理甚至挽救了典型的缺乏的记忆力在睡眠不足的老鼠。

“我们的调查结果睡眠剥夺从临床的角度来看，尤其是患者的患者。“患有患者睡眠障碍通常会有受损的记忆功能。我们的研究结果表明，使用经转型磁性或直流刺激对疗法进行治疗的途径，以在非REM睡眠期间重新激活睡眠匮乏的神经元。我们的下一步是在睡眠障碍的鼠标模型中测试这一点。

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