康奈尔大学的一项新研究表明,睡眠不仅可以巩固记忆,还可以重置大脑的记忆存储机制。这个过程由海马体中的特定区域控制,使神经元能够为新学习做好准备,而不会不堪重负。这一见解为增强记忆和治疗阿尔茨海默氏症和创伤后应激障碍等神经系统疾病开辟了潜在的途径。
康奈尔大学的研究表明,睡眠可以重置海马体,实现持续学习,并为治疗记忆相关疾病提供新的策略。
众所周知,良好的睡眠可以恢复精力,但康奈尔大学的一项新研究发现,良好的睡眠可以重置另一项重要功能:记忆力。
学习或体验新事物会激活海马体中的神经元,海马体是大脑中对记忆至关重要的区域。之后,当我们睡觉时,这些神经元会重复相同的活动模式,这就是大脑巩固记忆的方式,这些记忆随后被存储在一个叫做皮层的大区域中。但我们如何才能在一生中不断学习新事物而不耗尽所有神经元呢?
记忆重置机制《科学》杂志发表的一项新研究发现,在深度睡眠的某些时候,海马体的某些部分会变得沉默,从而使这些神经元得以重置。
“这种机制可以让大脑重复使用相同的资源、相同的神经元,用于第二天的新学习。”神经生物学和行为学助理教授兼论文通讯作者 Azahara Oliva 指出。
海马体分为三个区域:CA1、CA2 和 CA3。CA1 和 CA3 参与编码与时间和空间相关的记忆,并且已得到充分研究;人们对 CA2 了解较少,而本研究发现,CA2 可在睡眠期间导致海马体沉默和重置。
研究人员在小鼠的海马体中植入电极,记录小鼠在学习和睡眠期间的神经元活动。通过这种方式,他们可以观察到,在睡眠期间,CA1 和 CA3 区域的神经元会重现白天学习时形成的相同神经元模式。但研究人员想知道大脑如何每天继续学习而不会超负荷或耗尽神经元。
“我们发现睡眠期间海马体还会发生其他状态,此时一切都会安静下来,”Oliva 说:“之前非常活跃的 CA1 和 CA3 区域突然安静下来。这是记忆的重置,这种状态是由中间区域 CA2 产生的。”
对记忆增强和治疗的意义人们认为,锥体神经元是活跃的神经元,对学习等功能性目的至关重要。另一种细胞称为中间神经元,有不同的亚型。研究人员发现,大脑有由这两种中间神经元调控的平行回路——一种调控记忆,另一种允许重置记忆。
研究人员认为,他们现在有了通过调整记忆巩固机制来增强记忆的工具,这可以应用于记忆功能衰退的情况,例如阿尔茨海默病。重要的是,他们还有证据表明可以探索消除负面或创伤记忆的方法,这可能有助于治疗创伤后应激障碍等疾病。
这一结果有助于解释为什么所有动物都需要睡眠,不仅是为了修复记忆,也是为了重置大脑,让它在清醒时保持运转。“我们的研究表明记忆是一个动态过程。”Oliva 强调。
来源:康奈尔大学
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