是谁在帮我们边睡边记？

本文来自微信公众号：神经现实（ID：neureality），作者：William，翻译：石曳，题图来自：《盗梦空间》

6月4日发表在《神经元》的一项研究表明，在成年小鼠海马体内，新形成的细胞在学习时被激活过一次后，将在随后的快速眼动睡眠中（rapid eye movement sleep，REM）被再次激活。该过程对强化记忆编码必不可少。

“这是一项非常酷的研究。”多伦多大学的神经科学家希娜·乔斯林（Sheena Josselyn）说，“它首次揭示了新生神经元和离线（sleep-dependent）记忆巩固之间的因果关系。我相信它会在记忆、睡眠和神经发生领域产生广泛的影响。”乔斯林本人并没有参与该研究。

大多数成年哺乳动物的脑细胞不进行复制。然而，在位于大脑深处的海马体中，一块被称作齿状回（dentate gyrus）的区域终生都有新的神经元缓慢生成。这种神经发生对许多认知任务（例如记忆的形成）都十分重要。实际上，如果在学习过程中，ABN（成年大脑内形成的神经元）的活动被干扰了，小鼠的记忆效率也会降低。

不过，学习只是记忆形成过程的其中一个环节。若要形成长期记忆、睡眠——尤其快速眼动睡眠——是必需的。“睡眠剥夺通常会减少神经发生。”筑波大学国际统合睡眠医学研究机构的神经科学家坂口昌徳（Masanori Sakaguchi）说。他认为问题在于，“ABN在睡眠中起作用吗？”

本实验中恐惧条件反射、神经元成像和光遗传学操作的实验计划图—COURTESY OF MASANORI SAKAGUCHI 坂口昌德提供

为了寻找答案，坂口的团队首先分析了小鼠ABN在一次学习后和接下来的睡眠中的活动。学习任务是情景恐惧条件反射（contextual fear conditioning）：在探索特定笼子时小鼠的爪子会受到电击。研究人员在自由活动的小鼠头部固定上微型显微镜，并且用荧光标记来追踪ABN的活动。他们发现，那些在学习中被激活的ABN，更可能于随后的REM中再次被激活。

快速眼动睡眠在人类中是做梦的阶段，而在小鼠中（每次）只持续一分钟左右；科学家们可以通过电生理和肌张力来准确测量快速眼动睡眠。尽管我们不知道小鼠做不做梦，与学习相关的ABN重激活“说明这项活动可能是记忆重放的一部分”。

接下来，在小鼠睡觉时，研究人员利用光遗传技术激发或抑制了ABN活动。快速眼动睡眠中的ABN调制（modulation）让小鼠忘记了那些恐惧——当回到与电击相关的笼子中时，受到调制的小鼠比未受调制的更不容易因惊吓而停滞。小鼠睡眠中的脑电波没有受到光遗传学处理的影响，说明这个记忆损伤并不是简单的睡眠干扰的结果。

不论ABN是被激活还是抑制，其后的记忆损伤都是类似的。神经科学家吉尔吉·布扎萨基（György Buzsáki）解释说，这是因为两者都造成了神经元的扰动。布扎萨基来自纽约大学医学院，并且没有参与坂本的研究。

哥伦比亚大学的勒内·亨（René Hen）及其团队此前的研究也发现，在学习过程中对小鼠的ABN进行光遗传学激活或抑制，都会造成记忆问题。“ABN参与记忆形成是明确的事实，”并未参与这次实验的亨表示，“但这次着实是我们首次在快速眼动睡眠中研究ABN。”

坂口团队接下来打算“阐明在对新记忆的编码中，ABN是如何整合进已有的记忆回路中的”。这样也许能促进新研究成果在记忆障碍“新疗法”中的转化应用。

假如这些发现能被验证并推广至其他类型的记忆中去，而不仅限于恐惧条件反射，“我相信（它们）也会适用于人类”，布扎萨基说。毕竟，海马体以及其中的齿状回都是“非常古老的结构”，它们的许多机制在演化中都是高度保守（conserved）的。

原文：https://www.the-scientist.com/news-opinion/adult-born-neurons-strengthen-memories-while-mice-sleep-67610

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