睡眠不足是如何影响大脑记忆形成的

科学家们已经知道，睡眠不足会影响学习和记忆的能力。现在，密歇根大学的一组研究人员发现了睡眠不足是如何影响大脑记忆的。

之前，研究人员知道，在老鼠完成一项任务后剥夺老鼠的睡眠会导致老鼠忘记该任务的某些方面。但研究人员不确定海马体(位于大脑颞叶的两个海马形状的结构，在那里产生许多长期记忆)的什么功能被阻止了。

现在，密歇根大学的研究人员发现，在海马体的一个部分中，干扰与睡眠相关的振荡(或神经元的节律性放电)可能是罪魁祸首。他们的研究结果发表在自然通讯．

来测试振荡在记忆的形成在美国，研究生Nicolette Ognjanovski带领的研究人员记录了一组小鼠的基线海马活动。他们把老鼠放在一个新的环境中，让它们去探索，给它们轻微的足部电击，然后把它们放回自己的笼子里休息和正常睡眠。

“如果你在一天甚至几个月后让老鼠回到相同的结构，它们会有这种非常刻板的恐惧反应，也就是它们会冻结，”该论文的高级作者、分子、细胞和发育生物学助理教授萨拉·阿顿(Sara Aton)说。“但如果你在情景电击配对后剥夺动物几个小时的睡眠，第二天老鼠就不会记得了。”

研究人员发现，在正常睡眠的小鼠中，海马区CA1的睡眠相关振荡在学习后更加强劲。然后，他们又找来一组老鼠，记录它们的基线海马活动，并让它们完成同样的任务。研究人员还给这些小鼠服用了一种药物，以抑制CA1中表达parvalbumin的一小部分抑制性神经元。

研究人员没有改变动物的睡眠行为——它们正常睡眠。但是，关闭表达parvalbumin的神经元的活动会在这些动物睡着时扰乱周围CA1神经元的节律性放电。抑制表达parvalbumin的细胞似乎完全消除了小鼠海马区与正常学习相关的振荡增加。

“有一个古老的定理叫做赫布定律，它是‘一起点火，一起布线’，”艾顿说。“如果你能让两个神经元在彼此靠近的地方有规律地放电，你很可能会影响它们之间的连接强度。”

当神经元被阻止有规律、有节奏地一起放电时，老鼠就忘记了它们的任务有任何可怕的关联。

该研究的第一作者奥格尼亚诺夫斯基说:“主导振荡活动对学习至关重要，它是由海马体中非常少的总细胞群控制的。”“这改变了我们对网络工作方式的理解。小白蛋白细胞控制的振荡与全球网络变化或稳定性有关。记忆不是存储在单个细胞中，而是通过网络分布。”

研究人员还比较了对照组和睡眠振荡被打乱的组之间神经元连接的稳定性。他们发现，在他们的学习试验后，对照组的连接不仅更强，而且这些神经元连接也更强。当睡眠相关的海马体振荡被实验中断时，这些变化被阻断了。

“看起来这群人神经元它在睡眠时在大脑中产生节奏，为加强记忆提供了一些信息内容，”阿顿说。“节奏本身似乎是最关键的部分，这可能是为什么你需要睡觉来形成这些记忆。”

接下来，研究人员计划测试恢复海马振荡(在CA1中模仿睡眠的影响)是否足以促进正常内存形成时老鼠是睡眠不足。