原文作者：Max Kozlov
大鼠研究表明一个和记忆形成有关的关键大脑信号会在睡眠中断后受损。
海马体的神经（人工上色）在学习和记忆中发挥作用。来源：Cell Applications Inc/Science Photo Library
大鼠被剥夺睡眠时，一个与长期记忆有关的关键脑信号会减弱，这或许有助于解释为什么睡眠不足会破坏记忆的形成[1]。
就算在睡眠不足的一夜后正常酣睡一晚，也不足以修复大脑的信号。
这些结果发表在【自然】上，表明存在一个
「处理记忆的关键窗口」
，加利福尼亚大学的神经科学家Loren Frank说，他没有参与这项研究。「一旦没了就是没了。」
假以时日，这些发现可能会带来
针对性的记忆改善疗法
，研究共同作者Kamran Diba说，他是密歇根大学医学院的计算神经科学家。
同步发射
大脑中的神经元很少单独活动；他们高度关联，经常以有节奏或重复的模式一起放电。其中一个模式是尖波涟漪（sharp-wave ripple），一大组神经元极为同步地放电，然后是第二群神经元，如此继续，以特定节奏一群接一群地放电。这些涟漪发生的脑区是海马体，这是记忆形成的关键区域。这些模式被认为促进了与新皮层的交流，后者是长期记忆之后存储的地方。
关于它们的功能，一个线索是，
这些涟漪中有些是过去事件里发生的脑活动模式的加速重现
。例如，一个动物去了笼子里某个特定的地方，海马体中特定的一组神经共同放电，产生了对这个地点的神经表征。晚些时候同样的这些神经可能会参与尖波涟漪——就好象在快速回放这段经历的片段。
过去的研究[2]发现，当这些涟漪受到干扰，小鼠会难以通过记忆测试。当这些涟漪被拉长，它们在同一测试里的表现则有所提高[3]，这让纽约大学朗格尼医学中心的系统神经科学家György Buzsáki称这些涟漪是记忆和学习的「认知生物标志」，他从1980年代就开始研究这些波。
研究者还注意到[4]，
尖波涟漪在深睡眠和清醒时容易出现，而且睡眠中出现的波似乎对短期知识转移到长期记忆中尤为重要[5]。
这些涟漪、睡眠和记忆之间的关系已经有充分记录，但少有研究直接操纵睡眠来确定这对涟漪以及最终对记忆的影响，Diba说。
唤醒服务
为了理解睡眠不佳如何影响记忆，Diba和同事记录了7只大鼠的海马体活动，它们在数周里探索迷宫。研究者定期扰乱几只大鼠的睡眠，让另外几只好好睡觉。
让Diba意外的是，一直被叫醒的大鼠尖波涟漪活动与正常睡眠大鼠相似，甚至更高。但它们涟漪的放电较弱、较为杂乱，显示出先前发射模式的重复性明显下降。睡眠不足的大鼠在两天休息后先前神经模式的再创造出现了反弹，但从未达到正常睡眠的大鼠水平。
这项研究清楚地表明「记忆在经历后继续得到处理，经历后的处理尤为重要」，Frank说。他补充说，
这可能解释了为什么考前通宵恶补可能是一种无效的策略。
他说，研究者还得到了重要的知识：考虑到正常睡眠的大鼠和睡眠剥夺的大鼠在涟漪数量上差不多，尖峰涟漪的内容可能比数量更重要。
涟漪效应
Buzsáki说，这些发现与他的团队今年3月发表的数据[6]一致，他们发现
动物清醒时的尖波涟漪或有助于选择哪些经历进入长期记忆里。
他说，有可能睡眠剥夺大鼠那些杂乱的尖波涟漪使之无法有效将经验标记成为长期记忆。结果这些大鼠以后可能就无法重播这些经验的神经放电。
Buzsáki说，这意味着
睡眠不足或可利用来阻止记忆进入长期存储，对那些最近经历了创伤的人或许有用，例如那些患有创伤后应激障碍的人。
1. Giri, B. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07538-2 (2024).
2. Jadhav, S. P., Kemere, C., German, P. W. & Frank, L. M. Science
336
, 1454–1458 (2012).
3. Fernández-Ruiz, A. et al. Science
, 1082–1086 (2019).
4. Eschenko, O., Ramadan, W., Mölle, M., Born, J. & Sara, S. J. Learn. Mem.
15
, 222–228 (2008).
5. Ramadan, W., Eschenko, O. & Sara, S. J. PLoS ONE
4
, e6697 (2009).
6. Yang, W. et al. Science
, 1478–1483 (2024).
原文以Sleep deprivation disrupts memory: here’s why标题发表在2024年6月12日【自然】的新闻版块上
nature
Doi: 10.1038/d41586-024-01732-y
