灰色地带:大脑睡眠时的记忆存储随着年龄增长而变得混乱

一项新研究发现,大脑的记忆归档系统依赖于睡眠期间重复发生的事情,但在老年大鼠中会变得混乱

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一项新的研究可能有助于解释为什么年纪较大的人会忘记他们把钥匙放在哪里,藏了重要的文件——甚至忘记最近郊游时有哪些人在场。

图森市亚利桑那大学的研究人员在《神经科学杂志》上报告说,健忘可能至少部分源于大脑存储或巩固记忆的能力下降,这个过程包括在我们小睡时“重放”和归档事件

在一项对大鼠的研究中,科学家们发现,当动物处于休息状态时,存在重复模式的神经元(神经细胞)活动,据信参与将信息从短期记忆转移到大脑的长期记忆库中。然而,在老年大鼠中,这个过程被打乱了。

这项新研究首次表明,动物存储记忆的能力可能与其回忆的清晰度有关。在老年大鼠中,重播确实发生了,但它们的大脑打乱了神经元放电(传递电脉冲与相邻细胞交流)的顺序。

“记忆在正常衰老过程中确实会发生变化,而且这种情况发生在我们所有人身上,”该研究的合著者、神经科学家卡罗尔·巴恩斯说。“如果你以错误的顺序播放一个经历,它最终将无法让你忠实地检索到一个准确的记忆。”

波士顿大学神经科学家迈克尔·哈塞尔莫(未参与该研究)表示,这些发现提供了令人信服的证据,表明至少某些与年龄相关的记忆丧失可能是由于存储故障造成的,并可能为旨在增强记忆重播的新药铺平道路。

巴恩斯和她的团队比较了11只年轻雄性大鼠(11至12个月大)和11只老年雄性大鼠(25至31个月大)的记忆巩固和表现。(她说这相当于比较35岁的男性和70多岁的男性)。该团队在每只大鼠的海马体中植入了电极——海马体是负责短期和情景记忆的脑区,负责记忆地点、人物以及与特定事件相关的情绪。

自20世纪70年代初以来,神经科学家们一直认为,海马体中的神经元在睡眠期间的反应模式与它们在执行活动时记录的模式相同。研究表明,这种重复重播将信息复制到大脑最外层的新皮层,长期记忆存储就在这里发生。

在本案例中,研究人员记录了所有22只大鼠在反复导航跑道和迷宫寻找食物时海马体的活动。当年轻动物完成这些练习时看到的精确模式在它们睡觉时重播;然而,在老年动物中,这些序列被搞乱了。

接下来,该团队给大鼠进行了一系列空间记忆和学习练习,例如一项游泳测试,其中一个平台被淹没在游泳池中,动物必须游到平台上并栖息在上面。年轻的大鼠能够记住平台在训练课程中的位置,但衰老的大鼠则花费更多时间游来游去试图找到它。然而,夜间活动模式最类似于清醒序列的老年大鼠的表现优于它们的其他老年同伴。

巴恩斯说,她和她的团队正在积极研究可能纠正记忆重播缺陷的药物。“如果我们能够逆转它,即使是一点点,我们应该能够更好地进行序列重新激活,”她说,这反过来可以减少健忘。她指出,这种记忆增强剂将使老年人和年轻人受益。“即使在年轻人中,记忆表现也存在一个范围,”她说。“因此,它可以应用于最大限度地提高整体记忆力。”

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