当你休息时,你的大脑并不会休息。亚利桑那大学(U.A.)图森分校的一个研究小组表示,当你昨晚睡觉时,你大脑的某些区域很可能一直在回顾前一天发生的事件,这个过程可能与巩固记忆有关。事实上,这种回顾的速度可能比你清醒时经历这些事件的速度快几倍。
科学家在老鼠的大脑中植入电极,观察内侧前额叶皮层(一个负责目标导向的执行功能,如组织思想和行动的前脑区域)中多达 120 个神经元(神经细胞)的活动。当动物在圆形桌面上按顺序在各点之间奔跑完成导航任务时。研究小组每天监测老鼠的大脑活动几周,它们跑完 50 分钟的训练后,然后小睡 20 分钟到 1 小时。
研究小组使用了两种不同的方法——比较细胞对之间的活动和调查被监测神经元整体的模式——他们注意到,当老鼠奔跑时发生的神经元活动序列似乎在睡眠期间重新出现。
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“我们观察它们,并惊讶地发现它们之间存在着惊人的相似之处,”亚利桑那大学医学院神经系统、记忆和衰老部门的助理研究科学家 David Euston 说。
不仅在打盹时重新激活了相同的模式,而且回放的速度比老鼠执行任务时快六到七倍。“当我们实际与世界互动时,大脑必须以身体运动的相同速度运转,”Euston 推测。“在睡眠期间,也许大脑可以在不与行为时间锁定时更快地运转。”
这种重放现象之前已在海马体(一种参与情景记忆的前脑结构)和视觉皮层(处理与视觉相关的感觉信息)中显示出来。Euston 认为,这个过程可能与可塑性有关,可塑性是神经细胞之间连接的加强和减弱,被认为是学习的基础。
“一种加强记忆的方式是多次播放它们,”Euston 说,他指的是伴随新学习事件的独特神经元活动序列。通过反复重放,大脑可能会加强神经元之间的交流,从而巩固记忆。
布朗大学神经科学助理教授 Mayank Mehta 表示,新的发现很有趣,但对它们所基于的假设持怀疑态度。“这是巩固还是消除?”他问道,他质疑幻影活动是否真的是记忆的归档,或者它是否类似于清理黑板,以便进行更多的学习。“从行为的角度来看,这两种[过程]都有帮助,”他说。
Euston 表示,该团队现在将尝试确定这种神经元活动重放是否与学习有关。如果是这样,他说,当动物刚刚完成与学习相关的挑战时,重放模式应该最强。