研究人员长期以来都知道睡眠对于形成和保留记忆至关重要,但这个过程如何运作仍然是一个谜。三月份发表的一项研究表明,涉及神经元逆向放电的奇怪电活动在其中发挥了作用。
神经元活动通常需要感官输入——例如,味觉或嗅觉——这些输入被神经元的树突接收,然后作为电化学信息通过长轴突传递到其他细胞。然而,大脑在睡眠期间基本上与感官输入隔绝。相反,有证据表明,在睡眠期间,神经元受大脑中像波浪一样传播的电脉冲控制。2011 年,研究人员发现,这些电波导致海马体(与记忆有关的主要大脑区域)中的神经元在睡眠期间逆向放电,将电信号从它们的轴突发送到它们自己的树突,而不是其他细胞。这项发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究证实了这种异常行为,并表明逆向放电会削弱树突接收来自其他神经元输入的能力。
美国国立卫生研究院的实验室主任、这项研究的共同作者 R. 道格拉斯·菲尔兹与神经科学家奥列娜·布卡洛和其他同事一起表示,削弱神经连接可能具有双重目的。作者认为,逆向放电有助于加强邻近细胞的电信号,这对于巩固记忆是必要的,并且可以释放大脑空间,以便在醒来时存储新的记忆。
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这项研究是在从小鼠大脑中提取的样本中进行的,但人们认为睡眠也会在人类神经元中诱导逆向放电。事实上,菲尔兹说,这种奇异的电行为可能是脑深部刺激的积极作用的基础,尽管人们对脑深部刺激的了解尚不充分,但已证明它可以改善帕金森病和其他神经系统疾病的症状。