晚上睡得好有助于我们在第二天更好地记住所学习的内容。现在，日本理化所脑科学研究所的研究人员发现了一种大脑回路，这种大脑回路控制着大脑在睡眠期间巩固记忆的机制。这项研究已发表在5月26日的《Science》上，研究阐明了在小鼠深度睡眠期间（non-REM sleep，非快速眼动睡眠）通过实验手段如何抑制或者增强记忆。
这个由Masanori Murayama带领的研究团队，他们基于触觉感知研究睡眠期间的记忆巩固现象，在研究中发现，感知纹理需要一种神经回路的信号，这个回路从与运动相关的高层大脑区域到与触觉相关的低层大脑感觉区域。他们推测，这种相同的“自上至下”的通路可以与加强对纹理的记忆相关。Murayama解释说：“一直以来都有一种假设，自上至下的输入对于记忆巩固至关重要，在睡眠期间，在最初感知阶段被激活的感觉区域的神经元可以被未知的通路‘再激活’。我们发现这种自上至下通路的再激活对于老鼠将其所经历的纹理记忆编码至关重要。”
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在不同纹理的地板上探索的小鼠。图片来源：RIKEN
研究人员开发出一种评估记忆保存的任务，依赖于自然倾向的小鼠花更多时间探索环境中新事物。他们首先让小鼠在两个地板光滑的房间内寻找物体，然后将其中一间房间的地板换为有纹理的，再让小鼠寻找物体。经过了正常的睡眠后，小鼠在地板有纹理的房间内花了更多的时间找到物体，这表明小鼠记住了地板光滑的房间，并且对此不太感兴趣。通常情况下，对这种行为的观察持续到两天内的第二次寻找实验为止。
为了验证这种自上至下的回路是否负责睡眠期间的记忆巩固，研究使用多种方式使用小鼠实验。首先，他们在小鼠的初次触觉经历之后对其进行睡眠剥夺，会使小鼠在接下来的第二次实验中更少地在有纹理的房间内寻找，这意味着它们不记得地板光滑的房间了。接下来，他们在小鼠首次进行寻找实验之后在它们的深度睡眠期间将自上至下的神经通路关闭，在第二次实验中发现，小鼠的表现和睡眠被剥夺了一样。在小鼠清醒或者深度睡眠后期将自上至下的神经通路关闭则没有影响，这表明记忆巩固发生在实验进行之后的深度睡眠的第一阶段。
在深度睡眠期间自上至下的神经通路激活的重要性表明，记忆巩固可能与两个大脑区域之间的同步慢波大脑活动相关。为了进行测试，在小鼠的第一次触觉经验发生后，研究人员在小鼠深度睡眠期间人为地在回路的高层和低层大脑区域应用同步或异步激活。使用异步激活的小鼠不能进行记忆巩固，但是同步激活可以加强小鼠对光滑地板的记忆，保持至少4天。同步激活甚至可以恢复由于睡眠剥夺而记忆受损的小鼠的记忆。
Murayama说：“我们关于睡眠剥夺的发现从临床的角度来说非常有趣。睡眠紊乱的患者记忆功能通常受损。我们的发现提出一种使用连接皮质的磁性治疗方法，或者用直流电将自上至下的皮质的通路刺激，在深度睡眠期间将睡眠不足的神经元再激活。我们的下一步工作是在睡眠紊乱的小鼠身上进行这项研究。”
文章来源于中国生物技术网
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