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睡眠不足如何损害记忆的形成?学习会发光

健康 89xy 2周前 (10-13) 11次浏览

众所周知,睡眠在学习和记忆形成中起着关键作用,但是当我们睡眠不足时,这些重要的大脑功能会发生什么呢?密歇根大学的研究人员为他们的新研究提供了一些答案。

睡眠不足如何损害记忆的形成?学习会发光

研究人员提出,睡眠剥夺会扰乱海马体特定区域的神经元放电节奏,这可能会干扰记忆的形成。

研究发现,睡眠剥夺会干扰海马CA1区的神经元放电节律。海马体是负责形成长期记忆的大脑结构。

密歇根大学分子、细胞和发育生物学系的研究负责人尼科莱特·奥格尼亚诺夫斯基(Nicolette Ognjanovski)及其同事发现,扰乱小鼠CA1神经元放电或振荡的节奏会干扰记忆的形成。

奥格尼亚诺夫斯基和他的同事说,他们的发现——最近发表在《自然通讯》杂志上——进一步阐明了睡眠在记忆中的作用。

目前的指导方针建议成年人应该以每晚睡7到9小时为目标,以获得最佳健康。然而,根据美国睡眠协会,大约35%的美国成年人报告每晚睡眠不足7小时。

研究表明,睡眠对记忆巩固很重要——也就是说,大脑将短期记忆转化为长期记忆的能力。考虑到这一点,睡眠不足被发现会阻碍记忆的形成就不足为奇了。

先前的研究将睡眠剥夺与海马功能受损联系在一起。然而,奥格尼亚诺夫斯基和他的团队指出,海马体的哪个区域受到睡眠不足的影响还不清楚。

为了找到答案,研究小组从一项学习任务开始,在老鼠身上进行了一系列实验。

学习后,休息良好的小鼠大脑活动更有节奏

首先,研究人员将老鼠从家中取出,放在一个新的环境中。在啮齿动物探索了一段时间它们的新环境后,研究人员给了它们轻微的脚震。然后老鼠被放回到它们原来的环境中休息。

在评估小鼠的海马活动时,研究人员发现,与睡眠不足的小鼠相比,学习任务后睡眠充足的啮齿动物在海马CA1区表现出更强的睡眠相关振荡。

接下来,研究人员开始确定干扰这些与睡眠相关的振荡是否会影响记忆。为此,研究小组给一组新的小鼠服用了一种药物,防止CA1中的一小部分神经元表达细小白蛋白蛋白。研究表明,这一过程伴随着睡眠剥夺。

然后,啮齿动物完成与前一组小鼠相同的学习任务,并在任务前后测量海马活动。

研究人员发现,阻断小鼠CA1中表达细小白蛋白的神经元的活动会干扰周围神经元的节律性放电。

此外,当这些老鼠回到它们受到脚震的环境中时,对这个环境的所有记忆似乎都被消除了。

密歇根大学分子、细胞和发育生物学系的助理教授、高级研究作者萨拉·艾顿解释说:“如果你在一天甚至几个月后让老鼠回到同样的结构,它们会有这种非常刻板的恐惧反应,那就是它们会冻结。”。

“但是如果你在那次环境冲击配对后剥夺动物几个小时的睡眠,第二天老鼠就不会记得它了,”她补充道。

记忆不是储存在单一的细胞里

据研究人员称,他们的发现挑战了目前对记忆是如何形成的理解。

“对学习至关重要的主导振荡活动由海马体中极少数的总细胞群控制,”奥格尼亚诺夫斯基说。

“这改变了我们对网络工作原理的理解。细小白蛋白细胞控制的振荡与全球网络变化或稳定性有关。记忆不是储存在单个细胞中,而是通过网络分布的。”

此外,该小组认为,这些结果突出了睡眠对学习和记忆形成的重要性,并揭示了睡眠不足如何阻碍这一关键过程。

“似乎睡眠期间在大脑中产生节律的神经元群体为增强记忆提供了一些信息内容。节奏本身似乎是最关键的部分,也可能是你需要睡眠才能形成这些记忆的原因。”

萨拉·艾顿

该团队现在计划研究通过恢复振荡来模拟CA1区域的睡眠效果是否有助于睡眠剥夺小鼠的记忆形成。

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