新研究表明每晚的睡眠能重置海马体 从而实现持续学习
众所周知,良好的睡眠能恢复精力,而康奈尔大学的一项新研究发现,睡眠还能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,然后这些记忆会被储存在一个叫做皮层的大区域中。
但是,我们为什么能够终生不断地学习新知识,而不会耗尽我们所有的神经元呢?
发表在《科学》杂志上的一项新研究发现,在深度睡眠的某些时候,海马体的某些部分会陷入沉寂,从而让这些神经元得以重置。
神经生物学和行为学助理教授、论文通讯作者阿扎哈拉-奥利瓦(Azahara Oliva)说:"这种机制可以让大脑在第二天重复使用相同的资源、相同的神经元来进行新的学习。"
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有关的记忆,研究较多;但对CA2的研究较少。
研究人员在小鼠的海马体中植入了电极,从而记录了小鼠在学习和睡眠时的神经元活动。通过这种方法,他们可以观察到,在睡眠期间,CA1 和 CA3 区域的神经元重现了白天学习时形成的相同神经元模式。但是,研究人员想知道,大脑是如何每天持续学习而不超负荷或耗尽神经元的。
奥利瓦说:"我们意识到,在睡眠过程中,海马体还会出现其他状态,在这些状态下,一切都变得安静了。一直非常活跃的CA1和CA3区域突然安静了下来。这是记忆的重置,而这种状态是由中间区域CA2产生的。"
被称为锥体神经元的细胞被认为是活跃的神经元,对学习等功能性目的至关重要。另一类细胞称为中间神经元,有不同的亚型。研究人员发现,大脑中有由这两类中间神经元调控的平行回路--一类调控记忆,另一类允许记忆重置。
研究人员认为,他们现在已经掌握了通过调整记忆巩固机制来增强记忆的工具,这可以在记忆功能衰退时应用,比如阿尔茨海默氏症。重要的是,他们还掌握了探索消除负面或创伤记忆方法的证据,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,使其在清醒时继续工作。奥利瓦说:"我们表明,记忆是一个动态过程。"
编译自/ScitechDaily