睡不好脑子不好使?科学家证实,多做梦可以帮助大脑巩固记忆

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· 6月19日

做梦促进记忆的巩固。

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睡不好脑子不好使?科学家证实,多做梦可以帮助大脑巩固记忆

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图片来源@视觉中国

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文 | 学术头条

很久之前,科学家们就已经注意到,睡眠有助于人类和动物对记忆的保留。但是,直到最近,神经学家们才真正了解到帮助哺乳动物在睡觉时巩固记忆的确切机制。

6 月 4 日,一项发表在《神经元》杂志、由日本筑波大学和东京大学研究人员进行的开创性研究,促进了我们对海马体中称为“成年出生神经元”(ABN)的特定神经元如何在快速眼动睡眠中巩固记忆的理解。研究发现提供了在快速眼动(REM)睡眠期间“成年出生神经元”活动与记忆巩固之间的因果关系。

快速眼动睡眠,是指在睡眠过程中有一段时间脑电波频率变快、振幅变低, 同时还表现出心率加快、血压升高、肌肉松弛、阴茎勃起, 最奇怪的是眼球不停地左右摆动。据研究,绝大多数做梦都发生在快速动眼睡眠期间。

做梦促进记忆的巩固

自 20 世纪 50 年代以来,神经科学家就怀疑,在睡眠的快速眼动(REM)阶段,做梦促进了记忆的巩固。1957 年,芝加哥大学的 William Dement 和 Nathaniel Kleitman 发表了一项具有里程碑意义的研究(Dement & Kleitman, 1957),研究显示做梦主要发生在 REM 睡眠期间。

2016年,《科学》杂志发表了一项研究,在这些研究中,科学家训练小鼠在一个受控环境中找到一个新物体,在这个环境中放有两个形状和体积相似的物体。被训练后的小鼠倾向于花更多的时间自发探索一个新物体,而不是一个熟悉的物体,这就说明了它们对学习和回忆的利用。

当这些小鼠处于快速眼动睡眠状态时,研究人员利用光遗传学工具关闭与记忆相关的神经元,以确定这是否会影响它们对记忆的巩固。到了第二天,同样的小鼠没有成功完成前一天学习的空间记忆任务。

这一结果证明,小鼠的记忆似乎是被抹掉了,或者至少是受损了。也就证明了在快速眼动睡眠期间发生的特定节律脑电波活动对情境记忆巩固是必要的。

2019 年,发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上的一篇有关“成年出生神经元”在海马体记忆中功能的研究综述得出结论,成年海马体的神经发生(即“新神经元的诞生”)能够产生一个经验库,每一个都在成熟的“成年出生神经元”(ABN)生理学和连接性中注册。

大多数哺乳动物,包括老鼠和人类,在其生命周期中,海马体神经元可以发生神经形成。然而,到目前为止,对于“成年出生神经元”在快速眼动睡眠期间巩固记忆的作用,我们知之甚少。

白天多运动,晚上做好梦,第二天更清醒

在这项关于成年出生神经元的最新研究中,日本的研究人员使用了最先进的光遗传学操作和钙成像技术,观察“成年出生神经元”活动是否有助于小鼠快速眼动睡眠期间对记忆巩固。

论文资深作者、国际综合睡眠医学研究所创始人 Masashi Yanagisawa 对外表示:“我们发现,记忆任务后,快速眼动睡眠中最活跃的年轻成年出生神经元在学习中最有可能活跃。此外,当研究光遗传沉默对睡眠中年轻的脑神经元活动的影响时,我们发现记忆的巩固受到了损害。”

Yanagisawa和他的同事最新的研究表明,在快速眼动睡眠期间,成年出生神经元会经历突触变化,这些变化会增加其可塑性,并使记忆巩固更加强健。

此外,快速眼动睡眠期间出现的独特脑电波振荡可能有助于特定的“成年出生神经元”之间的同步,而这些神经元是记忆巩固的关键。这一发现提高了我们对记忆是如何形成的整体理解,并可能会为记忆障碍患者提供新的治疗方法。

尽管这些关于“成年出生神经元、快速眼动睡眠和记忆巩固”的研究没有探究有氧运动和更强健神经发生之间的联系,但先前的动物和人类研究已经证实,有氧运动有助于大脑的健康。

研究人员表示,基于越来越多的证据,我们可以推测,中等强度到剧烈的体力活动(MVPA)或高强度间歇训练(HIIT)可能帮助人们拥有更好的睡眠,每晚拥有更多的时间在快速眼动睡眠上,从而促进更多“成年出生神经元”的诞生,并巩固大脑记忆。

参考资料:
https://www.cell.com/neuron/pdf/S0896-6273(20)30354-8.pdf
http://www.tsukuba.ac.jp/en/research-list/p202006050900
https://www.psychologytoday.com/intl/blog/the-athletes-way/202006/how-dreaming-helps-the-brain-consolidate-memories
https://www.psychologytoday.com/intl/blog/the-athletes-way/201605/no-1-reason-having-vivid-dreams-benefits-your-brain

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