研究人員長期以來都知道睡眠對於形成和保留記憶至關重要,但這個過程如何運作仍然是一個謎。三月份發表的一項研究表明,涉及神經元逆向放電的奇怪電活動在其中發揮了作用。
神經元活動通常需要感官輸入——例如,味覺或嗅覺——這些輸入被神經元的樹突接收,然後作為電化學資訊透過長軸突傳遞到其他細胞。然而,大腦在睡眠期間基本上與感官輸入隔絕。相反,有證據表明,在睡眠期間,神經元受大腦中像波浪一樣傳播的電脈衝控制。2011 年,研究人員發現,這些電波導致海馬體(與記憶有關的主要大腦區域)中的神經元在睡眠期間逆向放電,將電訊號從它們的軸突發送到它們自己的樹突,而不是其他細胞。這項發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究證實了這種異常行為,並表明逆向放電會削弱樹突接收來自其他神經元輸入的能力。
美國國立衛生研究院的實驗室主任、這項研究的共同作者 R. 道格拉斯·菲爾茲與神經科學家奧列娜·布卡洛和其他同事一起表示,削弱神經連線可能具有雙重目的。作者認為,逆向放電有助於加強鄰近細胞的電訊號,這對於鞏固記憶是必要的,並且可以釋放大腦空間,以便在醒來時儲存新的記憶。
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這項研究是在從小鼠大腦中提取的樣本中進行的,但人們認為睡眠也會在人類神經元中誘導逆向放電。事實上,菲爾茲說,這種奇異的電行為可能是腦深部刺激的積極作用的基礎,儘管人們對腦深部刺激的瞭解尚不充分,但已證明它可以改善帕金森病和其他神經系統疾病的症狀。