深度睡眠期间大脑如何巩固记忆

研究强烈表明，睡眠占我们生活的三分之一，对于学习和形成长期记忆至关重要。但是，尽管进行了大量研究，但如何形成这种记忆的确切方式仍未得到很好的理解，并且仍然是神经科学探究的中心问题。

加州大学里弗赛德分校的神经科学家本周在 神经科学杂志 他们现在可能对此问题有了答案。他们的研究首次为如何 沉睡 （也被称为 慢波睡眠）可能会促进最近记忆的巩固。

在睡眠期间，人和动物的大脑主要与感觉输入分离。尽管如此，大脑仍保持高度活跃，在大脑中以尖波波纹的形式显示出电活动。 海马 （形成边缘系统一部分的大脑的小区域）和皮层（大脑的外层）中的大幅度缓慢振荡，反映出交替的活动状态和静默状态 皮质神经元 在深睡眠中。在清醒过程中获得并最初存储在海马中的情景记忆的痕迹逐渐被转移到皮质，作为睡眠中的长期记忆。

使用计算模型，加州大学河滨分校的研究人员提供了深度睡眠期间大脑中的电活动与神经元之间的突触连接之间的联系。他们表明，他们的模型自发生成的皮质中缓慢振荡的模式受到海马锐波波纹的影响，并且这些缓慢振荡的模式决定了皮质中突触的变化。 （普遍认为，突触强度的变化是大脑学习和记忆的基础。）该模型显示，突触变化反过来会影响慢速振荡的模式，从而促进了特定激发序列的增强和重放。皮质神经元-代表特定记忆的重放。

博士后研究员，研究论文的第一作者魏娜（Yina Wei）说：“即使没有海马的进一步输入，这些缓慢振荡的模式仍然存在。” “我们将这些结果解释为在深度睡眠期间巩固特定记忆的机制性解释，从而记忆痕迹在皮层中形成并变得独立于海马体。”

研究结果出现在 神经科学杂志.

Wei解释说，根据研究人员所使用的生物学上现实的网络模型，海马的输入在深度睡眠时到达皮质，并影响了缓慢振荡在皮质网络中的启动和传播方式。

她说：“海马的输入-尖锐的波纹-决定了这些缓慢振荡的时空格局。” “通过影响这些振荡的性质，这种海马输入激活了深度睡眠期间的选择性记忆，并导致特定记忆的重放。在这种记忆重放期间，相应的突触得以增强，可长期保存在皮层中。这些结果表明了重要性。记忆信息向海马传递过程中海马锐波波纹事件的发生 皮层。”

正常睡眠中，大脑活动保持较高水平，由非快速眼动（NREM）睡眠和快速眼动（REM）睡眠组成。 NREM和REM睡眠在一个8小时的睡眠周期中，每4-5个周期交替出现一次。每个周期由NREM睡眠和REM睡眠组成，大约持续90-110分钟。 NREM睡眠分为三个阶段，第3阶段为深度睡眠。深度睡眠至少占一个人总睡眠时间的20％，主要发生在夜晚的前三分之一。

“在我们的模型中，即使来自海马的微弱和空间局部输入也会影响慢速的时空模式 振荡 Wei说：“并且导致神经元之间突触功效的持续变化。此外，我们的模型做出的预测可以通过实验进行检验，包括抑制或增强记忆整合过程的特定干预措施。”

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