一项最新研究指出，在清醒动物大脑中重现关键的类睡眠脑模式，或有助于维持其记忆和学习能力。

设想一下，如果大脑的某个部分能在其他部分保持清醒的情况下，获得部分睡眠益处，这是否可能？一项由美国国立卫生研究院（NIH）资助的新研究表明，这确实可行。研究人员发现了一种方法，能够在清醒小鼠的特定脑区触发一个关键的睡眠相关过程，从而帮助逆转睡眠剥夺带来的一些认知影响，并为理解睡眠对学习和记忆的重要性提供了新的线索。

这些发现挑战了传统观点，即大脑必须完全进入睡眠状态才能进行某些形式的神经修复。相反，这项研究表明，即使动物保持清醒和反应灵敏，某些修复功能也可以在局部、大脑的特定目标区域内发生。

威斯康星大学麦迪逊分校精神病学教授、本研究的通讯作者Chiara Cirelli医学博士表示：“我们本质上是在大脑的局部区域强制诱导睡眠。当这部分区域正在巩固记忆并恢复学习能力时，其他部分则保持警觉，并与环境保持联系。”她进一步指出：“海豚也有类似的行为，它们一次只让一个脑半球进入睡眠状态。”

非快速眼动（NREM）睡眠约占成人睡眠的80%，在维持与记忆相关的神经连接方面发挥着重要作用。在此阶段，大脑会加强和保留重要的连接，移除不那么有用的连接，并为新的学习腾出空间。

Cirelli及其团队此前的研究发现，睡眠剥夺的大鼠和人类在清醒时也能短暂地经历局部慢波脑活动，这是NREM睡眠的一个标志性特征。尽管这些短暂的片段可能不足以提供显著益处，但它们提示，诱导更长时间的类似活动可能会产生有意义的效果。

在这项新研究中，研究人员利用光激活植入物结合基因修饰技术，在睡眠剥夺小鼠大脑的一侧创造了节律性的活动和非活动周期。这些刺激持续30分钟，旨在模拟NREM睡眠期间观察到的活动模式。

随后，受刺激的脑区在睡眠期间表现出较低水平的慢波活动，这表明这些区域对恢复的需求有所降低。进一步的实验表明，这种益处并非由神经元活动的整体下降所驱动（这与某些理论的推测不同），而是似乎取决于特定的交替活动模式。

该团队还检验了这种方法是否能改善行为表现。在一项依赖于睡眠的触觉记忆测试中，接受了大脑两侧运动和感觉区域刺激的睡眠剥夺小鼠，其表现与充分休息的小鼠大致相当。相比之下，未接受刺激的睡眠剥夺小鼠的表现则显著更差。

Cirelli及其同事计划进一步研究，是否能通过非侵入性的经颅刺激方法在人类身上取得类似的结果。

美国国立神经疾病与卒中研究所（NINDS）代理所长Amy Bany Adams博士（该研究的资助方）评论道：“这项研究进一步揭示了我们为何睡眠以及如何学习，使我们离更好地预防和治疗认知衰退又近了一步。”