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睡眠期间的深层大脑刺激会增强记忆力

2023-08-02 14:25

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

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Via：pixabay

以下为朗读小姐姐全文音频

作者 |University of California -

Los Angeles Health Sciences

翻译 | 杜雅兴

审校 | 酷炫脑

朗读 | 鸽仔

美工 | Jenny

编辑 | 加薪

尽管睡眠在记忆力增强方面的重要作用已然是众所周知的。但这一过程如何在夜间运作的，科学家们还在不断探索。来自加州大学的研究人员报告了第一个支持人类记忆在睡眠期间是如何被巩固的主要理论的直接证据。

尽管睡眠在记忆力增强方面的重要作用已然是众所周知的。但这一过程如何在夜间运作的，科学家们还在不断探索。

由加州大学洛杉矶分校和特拉维夫大学的科学家领导的新研究提供了来自人类大脑内部的第一批生理证据，支持了关于大脑如何在睡眠期间巩固记忆的主导科学理论。此外，研究人员发现，在睡眠周期的关键时期，有针对性的深脑刺激似乎可以改善记忆巩固。

该研究的合著者、医学博士Itzhak Fried说：“这项研究于今年6月1日发表在《自然神经科学》杂志上，可以为睡眠期间的深层大脑刺激如何在将来帮助阿尔茨海默病等记忆障碍患者提供了新的线索。这是通过一个新颖的“闭环”系统实现的，该系统在一个大脑区域提供电脉冲，与从另一个区域记录的大脑活动精确同步。

根据关于大脑如何在睡觉时将新信息转化为长期记忆的主流理论，海马体(大脑的记忆中心)和大脑皮层之间会在夜间进行对话，大脑皮层与推理和计划等高级大脑功能有关。这种情况发生在深度睡眠阶段，此时脑电波特别慢，大脑各区域的神经元在同步快速放电和静默之间交替。

Via：《唐老鸭》

加州大学洛杉矶分校健康中心癫痫外科主任、加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院神经外科、精神病学和生物行为科学教授Fried说:“这项研究提供了第一个主要证据，可以追溯到单个神经元的水平，证明记忆中枢和整个皮层之间确实存在这种相互作用的机制。就理解人类记忆如何运作以及利用这些知识来真正提高记忆力而言，该研究具备很强的科学价值。”。

研究人员得到一个独特的机会，通过加州大学洛杉矶分校健康中心18名癫痫患者的大脑电极来测试这一记忆巩固理论。这些电极被植入病人的大脑，以帮助他们在住院期间识别癫痫发作的来源，这些癫痫发作通常持续10天左右。

这项研究在两个晚上和两个早晨进行。在睡觉前，研究人员向参与者展示了动物和25位名人的照片配对，其中包括玛丽莲·梦露和杰克·尼科尔森等容易辨认的明星。研究人员立即测试了他们回忆哪个名人和哪个动物配对的能力，并在一夜不受干扰的睡眠后的早晨再次测试。

又一个晚上，他们在睡前看到了25个新的动物和名人配对。这一次，他们一夜之间接受了有针对性的电刺激，他们回忆配对的能力在早上进行了测试。为了提供这种电刺激，研究人员创建了一个实时闭环系统，Fried将其比作音乐指挥：该系统“听”大脑的电信号，当患者陷入与记忆巩固相关的深度睡眠期时，它会提供温和的电脉冲，指示快速发射的神经元同步“播放”。

每个被测试的人在有电刺激的睡眠一晚后的记忆测试中都比没有受到干扰的睡眠一晚表现得更好。关键的电生理标记也表明，信息在海马体和整个皮层之间流动，为记忆巩固提供了物理证据。

Fried说:“我们发现，我们基本上加强了这条道路，即信息流向大脑中更永久的存储位置的道路。”

2012年，Fried发表在《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上的一项研究首次表明，电刺激可以增强记忆。他的工作还在继续探索脑深部电刺激如何改善记忆，现在已经进入了关键的睡眠阶段。他最近获得了美国国立卫生研究院700万美元的资助，用于研究人工智能是否能帮助确定和加强大脑中的特定记忆。

Fried说:“在我们的新研究中，我们证明了我们的记忆力是有可能被提高的。我们的下一个挑战是我们是否有能力调节特定的记忆。”。

Via：《小熊维尼》

参考文献（点击滑动查看）

1.Maya Geva-Sagiv, Emily A. Mankin, Dawn Eliashiv, Shdema Epstein, Natalie Cherry, Guldamla Kalender, Natalia Tchemodanov, Yuval Nir, Itzhak Fried. Augmenting hippocampal–prefrontal neuronal synchrony during sleep enhances memory consolidation in humans. Nature Neuroscience, 2023; DOI: 10.1038/s41593-023-01324-5

4．Hayashi, M. J., & Ivry, R. B. (2020). Duration Selectivity in Right Parietal Cortex Reflects the Subjective Experience of Time. Journal of Neuroscience, 40(40), 7749-7758.