研究通过观察睡眠时的大脑内部来展示记忆的存储方式

美国西北大学

核磁共振成像扫描图，矢状面和冠状面显示了一名典型患者（P1）的颞内侧电极位置。资料来源：芝加哥大学神经外科系

一项新的研究深入研究了大脑内部，在睡眠过程中，先前的学习被重新激活，从而改善了记忆力。

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，研究了该中心五名患者的脑电活动对研究小组发出的声音的反应，作为学习练习的一部分。

这五名自愿参加研究的病人被植入了电极探针，目的是研究治疗癫痫发作疾病的潜在方法。

以前的研究曾使用头部电极采集的脑电图记录来测量睡眠时的记忆处理过程，而这是首次从大脑内部记录这种电活动的研究。

研究发现，参与者在第二天早上的回忆测试中表现明显改善。绘制的大脑活动图为研究人员提供了可视化数据，确定了大脑中参与通宵记忆存储过程的区域，从而在理解记忆存储的工作原理方面向前迈进了一大步。

虽然研究的患者人数必然很少，但由于所有五名患者都表现出相同的记忆改善和电活动模式，因此可以得出有力的结论。

"西北大学认知神经科学项目主任、该研究的高级研究员肯-帕勒说："我们正在研究人们是如何记住他们学到的东西，而不是忘记它们的。"我们认为，睡眠有助于提高这种能力。

帕勒是西北大学温伯格文理学院的心理学教授和詹姆斯-帕迪拉文理讲座教授。

这项研究的合作者包括芝加哥大学的神经学和神经外科研究人员，以及西北大学、密歇根大学和米德尔伯里学院（佛蒙特州）的心理学研究人员。

这篇题为《睡眠时记忆被重新激活时人脑记忆巩固的电生理标记》的论文将于10月24日发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

研究过程

一天晚上，当每位病人在病房里睡觉时，研究小组记录了他们对重复播放的 10-20 种声音的电生理反应。所有声音的播放都非常安静，以避免唤醒患者。其中一半的声音与物体及其精确的空间位置有关，患者在睡觉前会使用笔记本电脑学习这些声音，例如汽车钥匙的叮当声，以帮助回忆其位置。

入睡后，研究人员发现患者的空间回忆能力有了系统性提高，这与之前使用头皮脑电图记录的研究结果如出一辙。患者能更准确地在笔记本电脑屏幕上指示出记忆中的位置。

来自植入式脑电极的新数据显示，睡眠期间发出的物体声音引起了振荡活动的增加，包括θ、σ和γ脑电图波段的增加。

当睡眠中出现声音时，海马体和邻近的大脑皮层内侧颞区出现电生理活动，这反映了相应空间记忆的重新激活和加强。

伽马反应一直与睡眠后空间记忆的改善程度相关。这些电生理学证据使研究人员得出结论，这些大脑区域在睡眠中会增强记忆存储。

"帕勒说："过去的正统假设是，当人们熟睡时，这些声音会被屏蔽掉。"相反，这些声音让我们证明，当记忆被重新激活时，海马体等大脑结构会做出反应，帮助我们保留清醒时获得的知识。

"有时，记忆和遗忘似乎是随机的。我们可以记住无关紧要的细节，却忘记了最想记住的东西。帕勒说："这项研究为这个长期存在的谜团提供了新的答案，那就是当我们睡觉时，记忆会被重新唤醒，尽管我们醒来时并不知道它发生过。

(责任编辑：泉水)