Science:科學家揭示記憶長期儲存新機制



利用一項新型的“NeuroGrid”技術,科學家們發現,睡眠促進了兩個大腦區域之間的交流,這些區域的聯系對記憶的形成至關重要。這一研究發表于近日的Science期刊上。

Science:科學家揭示記憶長期儲存新機制


眾所周知,人類的大腦中存在一個與記憶相關的腦區——海馬體。在我們睡覺時,海馬體將新信息轉化為永久記憶。

這項新研究的資深作者、紐約大學教授Gy?rgy Buzsáki博士在之前的工作發現,在睡眠過程中,大腦海馬體神經元會釋放的高頻脈沖信號——漣漪(ripples),并猜測它們在記憶存儲中扮演著重要作用。這項新研究證實了睡眠過程中海馬體內的ripples,并在聯合皮質內(大腦表面處理復雜感覺信息有關的區域)的某些部位也發現了ripples。

研究人員利用他們發明的前沿NeuroGrid系統,將電極植入大腦深處,在非快速眼動睡眠(NREM)時間研究了大鼠大腦的幾個部位的活動。

NeuroGrid由一系列微小的電極組成(如同一條毯子的線),研究人員將其放置在大腦的一個區域,這樣每個電極就可以連續監測不同神經元的活動。“這個特殊的裝置讓我們可以同時觀察大腦的多個區域。” 該研究的第一作者,醫學博士Jennifer Gelinas說。

研究小組驚訝地發現,ripples在聯合皮質和海馬體中同時發生,這意味著這兩個腦區在大鼠睡覺時相互交流。因為大腦聯合皮質被認為是記憶的存儲位置,于是推測這種神經交流可以幫助大腦保留信息。

為了驗證這一觀點,他們在兩組大鼠NREM睡眠過程中研究了大腦活動,一組大鼠被訓練在迷宮中尋找獎勵,另一組大鼠以隨機方式探索迷宮。在后一組中,海馬體和大腦皮層的波動并不同步。而在訓練有素的大鼠中,學習任務增加了這些區域之間的交流,第二輪訓練則使其進一步增強,這再次表明這種交流對于記憶的創造和儲存十分重要。

該小組希望在接受腦部手術的人身上使用NeuroGrid,以確定在人類大腦中是否出現了同樣的“漣漪”。研究人員還計劃研究在動物身上操控神經放電是否可以提高或抑制記憶的形成,以進一步確認ripples對這一過程的重要性。




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