我們的記憶力會在睡眠期間得到增強，海馬體是大腦的記憶中心，而海馬體尖波漣漪（sharp-wave ripple，SWR）期間覺醒體驗的激活和重放被認為是記憶力得到增強的關鍵。睡眠不足會損害記憶力，然而，我們對于睡眠不足是如何影響這一過程的，仍知之甚少。

2024年6月12日，密歇根大學安娜堡分校的研究人員在 Nature 期刊發表了題為：Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay 的研究論文。

該研究發現，在睡眠不足時，一個與長期記憶有關的關鍵大腦信號——海馬體的尖波漣漪，會被減弱，這有助于解釋為什么睡眠不好會擾亂記憶形成，經過一夜糟糕的睡眠后，即使恢復正常睡眠，也不足以修復這一大腦信號。這項研究可能會帶來改善記憶的靶向治療方法。

神經元在大腦中很少單獨行動，它們之間高度互聯，經常以有規律或重復的模式一起放電。其中一種模式就是尖波漣漪（sharp-wave ripple，SWR），即一大群神經元以極強的同步性放電，然后另一大群神經元也以同樣的方式放電，如此循環往復，以特定的節奏進行。這些尖波漣漪發生在大腦的一個特定區域——海馬體，它是記憶形成的關鍵區域。這些模式被認為有助于與大腦新皮層（neocortex，長期記憶存儲的地方）進行交流。

這些尖波漣漪的功能之一是，其中一些是過去事件中大腦活動模式的加速重演。例如，當動物進入籠子中的某個特定位置時，海馬體中的一組神經元會同時放電，形成該位置的神經表征。隨后，這些相同的神經元可能會參與尖波漣漪，就好像它們在快速重演這段經歷的片段一樣。

之前的研究發現，當這些尖波漣漪受到干擾時，小鼠在記憶測試中的表現不佳。而當這些尖波漣漪持續時間較長時，它們在相同測試中的表現則有所改善。因此，這些尖波漣漪也被稱為記憶和學習的“認知生物標志物”。

在這項研究中，研究團隊注意到，尖波漣漪不僅會在清醒時出現，還會在深度睡眠時出現，而睡眠中的這些尖波漣漪的爆發似乎特別有助于將短期記憶轉化為長期記憶。

這些尖波漣漪、睡眠和記憶之間的聯系已得到充分證明，但直接操縱睡眠以確定睡眠如何影響這些尖波漣漪，進而影響記憶的研究卻很少。

為了了解睡眠不足如何影響記憶力，研究團隊在幾周的時間里記錄了7只大鼠在探索迷宮時海馬體的活動情況。他們定期打擾其中一些大鼠的睡眠，而讓另一些大鼠自由睡眠。

令人驚訝的是，那些被反復喚醒的大鼠的尖波漣漪活動水平與那些得到正常睡眠的大鼠相似，甚至更高，但尖波漣漪的放電強度較弱且組織性較差，顯示出前一次放電模式重復程度的明顯下降。在經過兩天的恢復期后，睡眠不足的大鼠重新恢復了之前的神經模式，但并未達到那些得到正常睡眠的大鼠的水平。

值得一提的是，2024年3月28日，紐約大學的研究人員在 Science 期刊發表了題為：Selection of experience for memory by hippocampal sharp wave ripples 的研究論文。該研究發現，發現動物在清醒時發生的尖波漣漪可能有助于選擇將哪些經歷存入長期記憶。

這兩項研究相互印證，表明了睡眠不足或睡眠中斷會導致尖波漣漪紊亂，從而阻止記憶進入長期存儲。

這些發現清楚地表明，記憶在經歷事件之后仍會繼續被處理，而這些處理過程對于記憶非常重要。這或許可以解釋為什么在考試前突擊復習或熬夜復習不是一個有效策略。但是，對于那些近期經歷過創傷的人來說，例如患有創傷性應激障礙（PTSD）的人，這或許不是個壞事，睡眠剝奪可能會是一種潛在治療方式。

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

本文經授權轉載自：生物世界