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研究通过观察睡眠时的大脑内部活动揭示记忆存储机制

2023-08-17 19:28 美国西北大学 美国国家科学院院刊(PNAS) 阅读 0
核心摘要: 美国西北大学与芝加哥大学合作,利用植入式电极首次从大脑内部记录睡眠期间记忆重新激活的电活动。研究发现,睡眠中播放与学习相关的声音可触发海马体和内侧颞叶的θ、σ、γ波振荡,增强空间记忆。五名癫痫患者均表现出记忆改善和一致的神经活动模式,为理解睡眠中记忆巩固机制提供了直接证据。

美国西北大学的神经科学家与芝加哥大学癫痫中心的临床医生合作,开展了一项开创性研究。他们利用植入式电极,首次从大脑内部记录了睡眠期间记忆重新激活的电生理活动,揭示了记忆巩固的神经机制。相关论文于10月24日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

研究团队招募了五名因治疗癫痫而植入电极探针的患者。在睡前,患者通过笔记本电脑学习一系列声音与物体空间位置的关联,例如汽车钥匙的叮当声对应特定位置。入睡后,研究人员在患者病房中安静地重复播放这些声音,同时记录大脑内部的电活动。次日早晨的回忆测试显示,患者的空间记忆能力显著提升,能够更准确地指示物体位置。

与以往使用头皮脑电图的研究不同,本次研究直接从大脑内部记录数据,提供了更精确的神经活动证据。结果显示,睡眠期间播放的声音引发了海马体和内侧颞叶皮层中θ、σ和γ脑电波段的振荡活动增加。这些电生理信号反映了空间记忆的重新激活和加强,其中γ波反应与记忆改善程度高度相关。

研究高级研究员、西北大学心理学教授肯·帕勒(Ken Paller)表示:“我们正在探究人们如何记住所学内容而非遗忘。睡眠有助于增强记忆能力。过去认为睡眠时声音会被屏蔽,但我们的研究表明,声音可以触发海马体等结构响应,帮助巩固清醒时获得的知识。”该研究为理解记忆巩固的随机性提供了新视角,表明睡眠中记忆的重新激活是记忆保留的关键过程。

合作机构包括芝加哥大学神经外科和神经内科、西北大学、密歇根大学和米德尔伯里学院。尽管样本量小,但所有患者均表现出一致的模式,增强了结论的可靠性。

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