2016年5月26日,

模仿深度睡眠的大脑活动可以提高记忆力

一个好的睡眠会提高我们对白天所学知识的记忆能力，这并不奇怪。现在，日本理研脑科学研究所(RIKEN Brain Science Institute)的研究人员发现了一个大脑回路，该回路控制着某些记忆在睡眠期间如何在大脑中巩固。发表于5月26日科学该研究显示，在非快速眼动睡眠(深度睡眠)期间，通过实验操纵已确定的神经连接，可以防止或增强老鼠的记忆保留。

由Masanori Murayama领导的研究小组研究了长期以来已知的记忆巩固现象睡眠在他们最近关于触觉感知的研究基础上，他们发现感知纹理需要神经回路中的信号从高层次的运动相关的大脑区域返回到低级的触觉相关的感觉区域。他们推断，同样的“自上而下”路径可能也会巩固对纹理的记忆。村山解释说:“长期以来，有一种假说认为，自上而下的输入对记忆巩固至关重要，在睡眠期间，在最初体验中被激活的感觉区域的神经元可以通过未知的途径“重新激活”。我们发现这种自上而下路径的重新激活对老鼠的触觉记忆编码是至关重要的。”

研究人员开发了一项评估记忆力的任务，该任务依赖于老鼠花更多时间研究环境中的新事物的自然倾向。首先，他们让老鼠探索两个有光滑地板的房间里的物体，然后他们把其中一个光滑地板改成有纹理的地板，再次让老鼠探索。在正常睡眠的情况下，老鼠花更多的时间在有纹理地板的房间里探索，这表明它们记得光滑的房间，但对它不那么感兴趣。通常，只要第二次勘探在两天内进行，这种行为就会被观察到。

为了检验这个自上而下的回路是否在睡眠期间负责记忆巩固，他们用几种方式对老鼠进行了控制。首先，他们显示，在第一次触觉体验后立即剥夺睡眠，导致老鼠在第二次探索时较少探索有纹理的房间，这表明它们不记得平滑的房间。接下来，在第一次探索后不久，他们在非快速眼动睡眠期间灭活了自上而下的神经通路，并发现在第二次探索期间，老鼠表现得好像它们被剥夺了睡眠。在小鼠清醒时或随后的非快速眼动睡眠中，沉默自上而下的通路对表现没有影响，这表明记忆巩固发生在经历后的第一次非快速眼动睡眠中。

自上而下回路激活在非快速眼动睡眠中的重要性表明记忆的巩固可能涉及两个大脑区域之间的同步慢波大脑活动，这是非快速眼动睡眠的特征。为了验证这一点，他们在第一次触觉体验后的非快速眼动睡眠期间，人为地在大脑回路的上下区域进行同步或不同步的活动。异步激活的小鼠无法巩固记忆，但同步激活使它们对光滑地板的强烈记忆保持了至少4天，或者是正常记忆的两倍。同步处理甚至挽救了典型的缺乏的记忆力在睡眠不足的老鼠。