神经科学家了解了为什么PTSD患者在睡眠中会重温高度紧张的恐惧记忆

在快速眼动睡眠(REM)期间，大脑活动通常类似于清醒时的行为。有时，大脑在快速眼动睡眠期间实际上比清醒时更活跃。这就是为什么快速眼动睡眠有时被称为“矛盾睡眠”，弗吉尼亚理工大学神经科学家Sujith Vijayan说。对于那些患有创伤后应激障碍的人来说，这个非常活跃的睡眠阶段往往充满了充满情感的梦，“一遍又一遍地，”维贾扬说。

维贾扬说，睡眠时的大脑通常会产生情绪记忆，处理它们，并消除它们的情绪负担。这一过程可以用一种进化驱动来解释，即评估重要的记忆，包括那些与恐惧有关的记忆。但在创伤后睡眠障碍(PTSD)患者中，大脑似乎每晚都把噩梦带回来，驱使他们评估恐惧记忆，但无法消除他们的情绪负担。那么，是什么让大脑陷入这种循环呢?

一项由神经科学杂志维贾扬领导的团队创建了基于生物物理学的睡眠大脑模型，在更深的、机械的层面上探索大脑如何有效地处理和消除恐惧记忆。

在快速眼动睡眠期间，神经递质去甲肾上腺素和血清素的水平通常会下降。通过他们的模型，研究人员将神经递质水平的降低与大脑抑制恐惧表达细胞的能力联系起来，这是通过前额叶皮层和杏仁核之间的节律来实现的。然后，维贾扬的团队研究了睡眠中的PTSD患者大脑中的非典型神经递质水平是如何破坏大脑节奏的恐惧抑制作用的。

患有创伤后应激障碍的人，在快速眼动睡眠期间神经递质水平居高不下。该团队的模型显示，在这些改变的条件下，通常在健康个体中有效的大脑节律不再抑制恐惧记忆。相反，创伤后应激障碍患者的大脑似乎需要更高频率的节奏来消除恐惧记忆。研究人员认为，解锁这些更高频率的信号可以为PTSD患者恢复恢复性睡眠质量提供治疗方法。

睡眠阶段的“狂野西部”

Vijayan长期研究睡眠如何影响学习和学习内存他将快速眼动睡眠描述为一种“狂野西部”，就我们所知道的它与记忆的关系而言。睡眠阶段被认为是重要的处理情感记忆实验表明，在快速眼动睡眠期间，杏仁核和前额叶皮层之间有节奏的相互作用会减少恐惧相关记忆的表达。但目前还不清楚这是如何工作的。

维贾扬是维吉尼亚理工学院神经科学学院的助理教授，他说，由于神经科学的大部分工作都致力于非快速眼动睡眠，“快速眼动睡眠要难得多。”“关于非快速眼动睡眠如何巩固记忆，以及它在学习和记忆中可能发挥的作用，确实有很好的模型。但当我们谈论快速眼动时，并没有真正的、好的模型来说明这种情况是如何发生的。”

Vijayan试图通过创建基于生物物理学的快速眼动睡眠模型来改变这一现状，使他的团队能够更多地了解是什么让大脑节律帮助情绪记忆处理，以及创伤后应激障碍是如何破坏它的。该模型允许科学家操纵快速眼动睡眠条件，他们认为这可能是解决这个问题的关键:神经递质水平。

维贾扬的团队从健康个体大脑的睡眠状态模型开始，将去甲肾上腺素和血清素水平降低，以代表快速眼动睡眠。结果，前额叶皮层神经元和杏仁核神经元之间有节奏的相互作用加强了这两个区域之间的联系。大脑节律来自前额叶皮层有效抑制杏仁核中恐惧记忆细胞的活动。

研究小组还发现，特定频率的大脑节律在抑制恐惧表达细胞方面特别有效。当输入人类典型节律的频率范围(4到8赫兹)时，他们发现大约4赫兹的低频θ节律最有效地加强了额叶区域和杏仁核之间的联系。

研究人员随后模拟了PTSD患者的快速眼动睡眠。众所周知，创伤后应激障碍会导致快速眼动睡眠期间去甲肾上腺素水平居高不下。维贾扬的团队模拟了这些条件，发现当他们引入4到8赫兹的大脑节律时，这些节律就不能再抑制恐惧表达细胞了。维贾扬说:“我有点惊讶，4赫兹没有工作。”“我以为它可能仍然有效，但它真的一点也不有效。”

恢复睡眠的恢复能力

研究小组发现，打破充满恐惧的梦的循环还是有希望的。虽然典型的4到8赫兹的大脑节律频率不能抑制恐惧表达细胞，但研究人员尝试了其他频率。他们发现，在10赫兹的更高频率下，大脑节律可以有效地抑制睡眠大脑创伤后应激障碍模型中的这些细胞。

通过精确定位大脑节律的非典型频率来抑制恐惧Vijayan相信他的团队可以开发出治疗方法。他们的下一步是寻找触发睡眠创伤后应激障碍患者大脑调整的方法节奏频率来达到正确的节奏。这可以通过维贾扬所谓的隐蔽听觉刺激来实现。

维贾扬说:“这意味着我在播放这些声音，而你在睡觉时并没有意识到这些声音。”“这可能对任何一种睡眠被打乱的疾病都有用，不仅是PTSD，还有创伤性疾病大脑或帕金森病。这个想法是通过诱导想要的神经动力学，我们可以利用恢复的能力睡眠．"