每天醒来,你的大脑连接都会比前一天晚上略有减少。小鼠的新研究表明,在睡眠期间,大脑细胞之间的连接(保存着一天中学到的信息)会发生大规模的收缩。这个过程为学习新的记忆腾出空间,同时舍弃较弱的记忆。正如作家近藤麻理惠所说,这是大脑自身的“改变人生的整理魔法”。
威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家 Chiara Cirelli 说:“当我们醒着、学习和适应环境时,突触——或神经元之间的连接——会得到加强和增长。” “但是你不能一直让突触增长。在某个时候,你会使它们饱和。”
经过十多年的研究,Cirelli 和她的同事们终于找到了直接证据,证明突触会在夜间重置。他们在二月份的《科学》杂志上报告了他们的发现。他们使用电子显微镜观察了数千个从清醒和睡眠小鼠身上提取的超薄脑切片,发现睡眠后,大多数突触的大小——特别是两个神经元相互接触的表面积——缩小了约 18%。
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尽管这些发现是在小鼠身上进行的,但 Cirelli 怀疑这种突触重置也发生在人类身上。她说,例如,来自睡眠前后人脑电生理记录的间接证据与这一观点相符。
这种收缩似乎保留了重要的记忆。大约 20% 的突触(是最大的,可能保存着良好建立的记忆)没有缩小。不太重要的记忆可能不会完全被删除,而只是被削减——尽管每个突触都会缩小,但构成记忆的连接的总体模式仍然存在。
Cirelli 说,大脑需要离线才能发生这种收缩,这可能是我们睡觉的原因之一:“这是我们为能够学习新事物而必须付出的代价。” 然而,关于睡眠的主要目的仍然存在争议。一些人认为睡眠的主要功能是修复磨损的细胞机器,并且许多研究表明睡眠在巩固记忆方面起着关键作用。慕尼黑马克斯·普朗克鸟类学研究所的 Niels C. Rattenborg 说,结合之前对果蝇的研究,“这些发现有力地支持了突触重置是睡眠的进化古老功能”的观点,他没有参与这项新研究。换句话说,遗忘不重要的信息可能与学习新知识同样重要。