研究表明，深度睡眠對記憶的形成至關(guān)重要。柏林夏里特大學醫(yī)學院的研究人員闡明了在深度睡眠（也稱為慢波睡眠）期間發(fā)生的過程，這些過程有助于大腦中記憶的形成。該研究增加了關(guān)于睡眠在記憶鞏固中關(guān)鍵作用的證據(jù)，并可能幫助科學家制定預防癡呆的策略。

眾所周知，充足的睡眠是個人整體健康的重要組成部分。過去的研究表明，良好的睡眠可以改善心臟健康、支持免疫系統(tǒng)、減少壓力等。睡眠對腦健康也很重要，因為睡眠不足是認知問題（如記憶力減退）的風險因素。

“剝奪人的睡眠會導致各種問題，可能會造成嚴重傷害，”德國柏林夏里特大學醫(yī)學院神經(jīng)生理學研究所的科學工作人員Franz Xaver Mittermaier在接受《Medical News Today》采訪時說?！翱梢哉f，最需要睡眠的器官是大腦。睡眠使大腦與外界斷開聯(lián)系，感官信息流停止。這使得過去的經(jīng)歷可以在沒有‘外部干擾’的情況下重播，這對于鞏固這些經(jīng)歷的記憶（即將其移入長期記憶）是必要的?！?/p>

Mittermaier是最近發(fā)表在《Nature Communications》雜志上的一項新研究的第一作者，該研究解釋了深度睡眠（慢波睡眠）如何幫助支持大腦中記憶的形成。

關(guān)注新皮層

在這項研究中，Mittermaier和他的團隊使用了從45名參與者處獲取的新皮層組織樣本——大腦皮層的一部分。

“新皮層是大腦最外層的部分。我們每次看到大腦圖片時，看到的表面就是新皮層——那個核桃形狀的表面。它是一個包含160億個神經(jīng)元（電活動腦細胞）的結(jié)構(gòu)。新皮層在人類中大大擴展，并在使我們成為人類的認知能力中起著核心作用：語言、想象、記憶、情感等。”Mittermaier解釋道。

“2017年，我們開始開發(fā)一個平臺，在這個平臺上收集原本會被丟棄的神經(jīng)外科手術(shù)中的腦組織樣本，”Mittermaier說?！拔覀兏倪M了方法，使這些組織樣本能夠在生理溶液中存活超過24小時。這使我們能夠使用高端高分辨率記錄方法研究人類腦細胞及其之間的連接（突觸）。”

“一旦我們能夠進行這些記錄，記憶機制就成為一個非常明顯的主題。Geiger教授和Henrik Alle——本研究的共同作者——曾在2006年發(fā)表了《Science》雜志的一篇文章，其中他們發(fā)現(xiàn)了一些有趣的突觸機制。這些機制成為我們的起點，項目由此發(fā)展而來?！?/p>

記憶創(chuàng)造的UPs和DOWNs

研究人員發(fā)現(xiàn)，深度慢波睡眠期間大腦產(chǎn)生的緩慢電波有助于增強新皮層中神經(jīng)元之間的突觸連接，使其更“易于接受”形成記憶。

“在深度慢波睡眠期間，當來自外界的感覺信息流停止時，新皮層會表現(xiàn)出一種非常有趣的活動，這種活動由大約每秒交替一次的UP狀態(tài)和DOWN狀態(tài)組成，”Mittermaier解釋道?！癠P狀態(tài)和DOWN狀態(tài)是由新皮層中成千上萬神經(jīng)元的同步電壓變化引起的?！?/p>

“我們的實驗表明，這些UP狀態(tài)和DOWN狀態(tài)序列實際上調(diào)整了腦細胞之間的突觸（即連接），并在新皮層從DOWN狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閁P狀態(tài)時使它們特別強，”他繼續(xù)說道。“在此期間，新皮層處于對信息的高度敏感狀態(tài)。如果海馬體——儲存短期記憶的大腦區(qū)域——在此時間段內(nèi)重播一段記憶，則會導致新皮層腦細胞的顯著激活，進而導致長期存儲的轉(zhuǎn)移。”

“我們只是剛剛開始了解大腦在睡眠時實際發(fā)揮作用的機制。此外，迄今為止的大部分研究都是在實驗室動物身上進行的，而不是在人類組織樣本（如我們研究中使用的樣本）中。我們還有很多工作要做，才能真正理解人類睡眠的大腦。我們的研究只是一個開始。理解睡眠中的大腦將幫助我們應對諸如老年人記憶力減退等疾病?！?/p>

激動人心且發(fā)人深省的研究

《Medical News Today》采訪了加州圣莫尼卡Providence Saint John健康中心太平洋神經(jīng)科學研究所的神經(jīng)病學家Verna Porter博士，她認為這項研究既激動人心又發(fā)人深省，因為它揭示了深度睡眠期間慢波活動（SWA）在突觸可塑性和記憶鞏固中的關(guān)鍵作用。

“SWA在細胞水平上加強突觸并穩(wěn)定記憶的能力特別有趣，”Porter解釋道。

“作為一名神經(jīng)病學家，這強化了健康睡眠模式在維持認知功能方面的重要作用。鑒于癡呆患者經(jīng)常經(jīng)歷深度睡眠中斷，這些發(fā)現(xiàn)強調(diào)了作為癡呆護理和預防的一部分，更好地理解和解決睡眠不足的需求?！盤orter博士表示。

“下一步應該集中在確定神經(jīng)退行性疾病（如阿爾茨海默病和其他形式的癡呆）中SWA驅(qū)動的突觸機制的變化。縱向研究需要評估增強深度睡眠是否可以減緩認知衰退或改善有風險人群的記憶保留，”她補充道。

識別癡呆癥的可能預防策略

《Medical News Today》還采訪了新澤西州哈肯薩克大學醫(yī)學中心老年病學系主任兼哈肯薩克大學醫(yī)學中心記憶喪失和腦健康中心主任Manisha Parulekar博士，關(guān)于這項研究。

“深度睡眠，特別是慢波睡眠，在記憶鞏固中起著至關(guān)重要的作用——穩(wěn)定和加強新獲得的記憶。這項研究強調(diào)了睡眠對記憶的可能途徑，并概述了一種可能的機制來幫助改善記憶鞏固?！盤arulekar博士表示。

“癡呆仍然是一個重要的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。研究表明，病理生理學早在認知癥狀出現(xiàn)前10到20年就開始了。這些發(fā)現(xiàn)可以幫助識別可能的預防策略，并探索旨在支持記憶形成的治療方法?！盤arulekar博士說。

“下一步可以進一步研究失眠的認知行為療法（CBT-I）、基于正念的壓力緩解、睡眠衛(wèi)生教育、光療和其他非侵入性方法對記憶鞏固及其潛在認知益處的影響?！彼a充道。

(全文結(jié)束)

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