密芝根大學的研究表明，睡眠透過神經元啟用來增強記憶的形成，而睡眠不足會顯著削弱這一過程，影響長期記憶的保持。
睡眠，或者沒有睡眠，會顯著影響海馬體中的神經元。
密芝根大學的兩項研究表明，睡眠對記憶至關重要，因為它可以讓特定的神經元重新啟用和重放經驗。睡眠不足會破壞這一過程，導致記憶力受損。即使是補覺也不能完全恢復記憶的重新啟用，這突出了睡眠在鞏固記憶中的關鍵作用。
想象一下，你是一名學生，現在是期末考試周，你正在準備一場大考試：你是通宵還是休息？正如許多眼睛昏昏沈沈、目不轉睛地盯著考試的人所知道的那樣，睡眠不足會使保留資訊變得異常困難。
密芝根大學的兩項新研究揭示了為什麽會發生這種情況，以及在睡眠和睡眠剝奪期間大腦內部發生了什麽，以幫助或損害記憶的形成。
特定的神經元可以被調節到特定的刺激。例如，迷宮中的大鼠一旦到達迷宮中的特定位置，就會有神經元發光。這些神經元被稱為位置神經元，在人身上也很活躍，幫助人們在環境中導航。
但是在睡眠中會發生什麽呢？
密芝根大學醫學院麻醉學副教授Kamran Diba博士說：「如果這個神經元在睡眠中有反應，你能從中推斷出什麽？」
Diba博士和前研究生Kourosh Maboudi博士領導的一項研究發表在【自然】雜誌上，研究了海馬體中的神經元，海馬體是大腦深處一種海馬狀結構，參與記憶形成，並行現了一種在動物睡覺時視覺化與某個位置相關的神經元模式調整的方法。
在休息狀態和睡眠期間，海馬體每隔幾秒鐘就會發出一種稱為尖波波紋的電活動，持續數小時。
研究人員一直對波紋的同步程度和傳播距離感興趣，這些波紋似乎是為了將資訊從大腦的一個部份傳播到另一個部份。
這些放電被認為可以讓神經元形成和更新記憶，包括位置記憶。
在這項研究中，研究小組測量了大鼠在完成新迷宮後睡眠期間的大腦活動。
使用一種稱為貝葉斯學習的統計推斷，他們首次能夠跟蹤哪些神經元會對迷宮中的哪些地方做出反應。
Diba博士說：「假設一個神經元更喜歡迷宮的某個角落。我們可能會看到這個神經元在睡眠中與其他表現出類似偏好的神經元一起啟用。但有時與其他區域相關的神經元可能會與該細胞共同啟用。然後我們看到，當我們把它放回迷宮時，神經元的位置偏好會隨著它們在睡眠中發射的細胞而變化。」
該方法使他們能夠即時視覺化神經元的可塑性或表征漂移。
這也為長期以來的理論提供了更多的支持，即睡眠中神經元的重新啟用是睡眠對記憶重要的部份原因。
考慮到睡眠的重要性，迪巴的團隊想看看在睡眠不足的情況下大腦會發生什麽。
在同樣發表在【自然】雜誌上的第二項研究中，由Diba和前研究生Bapun Giri博士領導的團隊比較了神經元再啟用的數量——在迷宮探索過程中激發的神經元在休息時再次自發激發的位置——以及它們在睡眠和睡眠喪失過程中再啟用的順序（量化為回放）。
他們發現，與睡眠剝奪相比，參與重新啟用和重放迷宮體驗的神經元在睡眠期間的放電模式更高。
睡眠剝奪對應於類似或更高的急劇波動率，但較低振幅的波動和較低功率的波動。
「然而，在幾乎一半的案例中，在睡眠不足的情況下，在巨浪波紋中迷宮體驗的重新啟用被完全抑制了。」Diba博士補充道，當睡眠不足的大鼠能夠趕上睡眠時，盡管再啟用略有反彈，但與正常睡眠的大鼠相比，再啟用的情況永遠不匹配。此外，重放也受到了類似的損害，但當失去的睡眠恢復時，重放並沒有恢復。
由於再啟用和重放對記憶很重要，研究結果證明了睡眠剝奪對記憶的有害影響。
Diba博士的團隊希望繼續研究睡眠過程中記憶處理的性質，以及為什麽需要重新啟用它們，以及睡眠壓力對記憶的影響。
