密歇根大學(xué)安娜堡分校的科研團(tuán)隊在《自然》雜志上發(fā)布了一項重要研究,題為“Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay”,揭示了睡眠不足對記憶形成的關(guān)鍵影響。
研究發(fā)現(xiàn),睡眠不足會削弱與長期記憶緊密相關(guān)的大腦信號——海馬體中的尖波漣漪(sharp-wave ripple, SWR)。這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋為何不良的睡眠習(xí)慣會擾亂記憶的形成,且即便是經(jīng)過一夜的恢復(fù)性睡眠,也難以完全修復(fù)這一大腦信號。此項研究為改善記憶提供了新的治療方向。
在大腦中,神經(jīng)元的活動并非孤立,它們以高度互聯(lián)的方式協(xié)同工作,常表現(xiàn)為有規(guī)律或重復(fù)的模式。尖波漣漪就是其中之一,它發(fā)生在記憶形成的關(guān)鍵區(qū)域——海馬體,表現(xiàn)為一大群神經(jīng)元以極強的同步性放電,然后另一大群神經(jīng)元也以同樣的方式放電,循環(huán)往復(fù)。這種特定的節(jié)奏被認(rèn)為有助于與大腦新皮層(長期記憶存儲地)的交流。
尖波漣漪的一個重要功能是它們能夠加速重演過去事件中的大腦活動模式。例如,當(dāng)動物進(jìn)入特定位置時,海馬體中的一組神經(jīng)元會同時放電,形成該位置的神經(jīng)表征。隨后,這些神經(jīng)元可能參與尖波漣漪,如同快速重演這段經(jīng)歷的片段。之前的研究已表明,當(dāng)尖波漣漪受到干擾時,小鼠在記憶測試中表現(xiàn)不佳;而尖波漣漪持續(xù)時間較長時,它們的記憶表現(xiàn)則有所改善。因此,尖波漣漪被視為記憶和學(xué)習(xí)的“認(rèn)知生物標(biāo)志物”。
這項新研究特別關(guān)注了睡眠中尖波漣漪的作用,發(fā)現(xiàn)它們對于將短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶至關(guān)重要。為了深入了解睡眠不足如何影響記憶力,研究團(tuán)隊記錄了7只大鼠在迷宮探索時的海馬體活動,并有意干擾其中一些大鼠的睡眠。
結(jié)果顯示,被反復(fù)喚醒的大鼠雖然尖波漣漪的活動水平看似正?;蚋?,但放電強度較弱且組織性較差,顯示出前一次放電模式重復(fù)程度的明顯下降。即使經(jīng)過兩天的恢復(fù)期,這些大鼠的神經(jīng)模式也未恢復(fù)到正常睡眠大鼠的水平。
值得注意的是,紐約大學(xué)的研究團(tuán)隊在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的另一項研究也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論。該研究指出,清醒時的尖波漣漪可能有助于選擇哪些經(jīng)歷被存入長期記憶。
這兩項研究相互印證,共同揭示了睡眠不足或睡眠中斷對尖波漣漪的擾亂作用,進(jìn)而阻止記憶進(jìn)入長期存儲。這些發(fā)現(xiàn)清晰地表明,記憶在經(jīng)歷事件后仍會繼續(xù)被處理,而這些處理過程對于記憶至關(guān)重要。因此,考試前的突擊復(fù)習(xí)或熬夜復(fù)習(xí)可能并非有效策略。然而,對于近期經(jīng)歷過創(chuàng)傷的人來說,如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)患者,睡眠剝奪或許可以作為一種潛在的治療方式。