一項(xiàng)新的研究揭示了大腦是如何在我們睡覺時(shí)將白天發(fā)生的事情轉(zhuǎn)換成完整的編碼記憶的，這揭開了有關(guān)睡眠的奧秘。發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的這項(xiàng)新研究表明，這些記憶的微調(diào)發(fā)生在極低的腦電波活動(dòng)時(shí)期，這時(shí)大部分皮層神經(jīng)元關(guān)閉，只有那些參與創(chuàng)造特定記憶的神經(jīng)元可以繼續(xù)它們的工作。

科學(xué)家們已經(jīng)知道，在睡眠期間，大腦皮層上的神經(jīng)元會(huì)在活躍期和靜默期之間“徘徊”。由于在活躍期之前，海馬體(大腦處理記憶的部分)的活動(dòng)會(huì)激增，因此長期以來人們一直認(rèn)為，這種“徘徊”以某種方式將最近發(fā)生的事件編碼為固定的記憶。

在靜默期，大腦皮層上的神經(jīng)元只與最慢的腦電波同步，這使得科學(xué)家們相信神經(jīng)元在這段時(shí)間里只是在休息。然而，這項(xiàng)新的研究首次揭示了此時(shí)并非所有的大腦皮層神經(jīng)元都進(jìn)入了睡眠狀態(tài)，仍有極少數(shù)的大腦皮層神經(jīng)元保持活躍并聚集在一起形成神經(jīng)連接，從而產(chǎn)生特定的記憶。

這項(xiàng)研究的作者訓(xùn)練老鼠執(zhí)行一項(xiàng)空間記憶任務(wù)，并記錄它們?cè)谌蝿?wù)執(zhí)行期間以及剛?cè)胨髢蓚€(gè)小時(shí)的海馬體和大腦皮層的活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些嚙齒類動(dòng)物打盹時(shí)，它們的海馬體會(huì)自發(fā)地重復(fù)在記憶任務(wù)中顯示出來的活動(dòng)模式，這表明它們正在重復(fù)記憶這一事件。

正如所料，這就是大腦皮層活動(dòng)的活躍期，緊接著就是相應(yīng)的靜默期。然而，每次發(fā)生這種情況時(shí)，仍有一小部分皮層神經(jīng)元保持活躍，而其余的則處于睡眠狀態(tài)。通過觀察這一過程，研究小組發(fā)現(xiàn)，海馬體內(nèi)的活動(dòng)模式實(shí)際上決定了哪些皮層神經(jīng)元需要保持活躍，并將海馬體中的短期記憶轉(zhuǎn)化為皮層中的穩(wěn)定記憶。

為了證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員后來人為地刺激睡眠老鼠的皮層，使錯(cuò)誤的神經(jīng)元在靜默期保持活躍，他們發(fā)現(xiàn)這使得大鼠在第二天無法完成空間記憶任務(wù)。最重要的是，這一發(fā)現(xiàn)意義重大，它使我們明白：靜默期的存在不僅僅是為了讓大腦進(jìn)入睡眠，而是為了隔離形成記憶所需的特定神經(jīng)元，抑制其它神經(jīng)元，以便那些被選中的神經(jīng)元能夠正常工作。

iflscience