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大腦在睡眠時如何增強記憶

我們知道, 如果我們想要白天學到東西, 那麼最好在前天晚上睡個好覺。 雖然科學家們長期以來一直認為, 我們的記憶有賴於大腦中神經元之間的連接, 但目前尚不清楚睡眠到底是如何將這些資訊聯繫到一起的。

目前兩項新的研究已經發現了生物學證據來解釋這些古老智慧:如果我們想要記住事物, 首先需要用睡眠來忘記。

我們很好奇為什麼我們每天會有高達16小時的睡眠時間, 最新的一個假說認為, 這是因為睡眠可以排除一天中大腦所產生的有毒蛋白。 最近的研究發現, 如果我們沒有得到足夠的睡眠, 就會增加患心血管疾病和II型糖尿病的風險, 更不用說神經退行性疾病, 如帕金森症。

近日, 威斯康辛大學和約翰霍普金斯大學的一項研究為睡眠的另一個好處提供了證據, 該研究指出, 睡眠可以“修剪”我們的記憶, 並調整我們在清醒時所學到的課程。

所謂的突觸平衡假說並不是新的理論, 威斯康辛大學的研究人員在十年前就提出了這個觀點。 他們提出在睡眠狀態下, 大腦能夠切斷我們清醒時神經元之間的聯繫, 使得我們的記憶更清晰。

當我們體驗新事物時, 大腦就會建立或者削弱突觸之間的連接, 這些突觸是負責連接神經元細胞的。 行為和記憶被編碼在這些相互關聯的神經元網路中, 這些神經元依靠突觸的大小和強度來有效地傳遞資訊。

負責突觸穩態假說的生物學家認為, 在我們醒著的時候建立這樣的網路的過程有點過於狂熱。 當我們有意識的時候, 睡眠為我們的大腦選擇性的縮小所建立的網路, 提供了一個安靜的有利環境。

有大量的證據表明, 神經元能夠切斷突觸, 在某些情況下, 通過巡邏大腦的神經元細胞追尋到突觸並將其吞噬掉。 當你打盹的時候, 睡眠或者睡眠剝奪期間突觸間的比較, 可能也是大腦重塑突觸的間接證據。

威斯康辛大學的研究小組現在增加了更多的證據來支持他們的假設。

在過去的四年裡, 生物學家分析小鼠的薄腦屑, 這些小鼠分別來自於少數睡著的、一些清醒的能玩玩具的以及更多的激動的非常清醒的小鼠。 然後, 科學家們測量了數百個腦區的6920個突觸的大小和形狀。 睡眠小鼠切片中包含的突觸要比清醒小鼠切片中包含的突觸小18%。

有趣的是, 這些突觸之間連接的減少, 主要局限於較小的樹突棘–凸起, 而這些樹突棘–凸起能夠把資訊從突觸傳遞到神經元的軸突。

威斯康辛大學睡眠和意識中心的團隊成員Giulio Tononi解釋道, “在喚醒狀態下, 學習能夠加強整個大腦的突觸連接, 增加對能量的需求, 使大腦充分吸收新的資訊。 睡眠允許大腦重置和幫助整合新的學習材料,

鞏固記憶, 使得大腦第二天可以開始新的工作。 ”

來自約翰霍普金斯大學的另一個生物學家小組從不同的角度對這個問題進行了抨擊。 他們用螢光標記活老鼠突觸上的蛋白質, 然後觀察老鼠在睡覺時的大腦。 正如人們預計的那樣, 如果突觸的尺寸收縮了, 螢光標記就會減少。 進一步分析顯示, 受體AMPA的大小減少了20%。

睡眠是一種極其複雜的行為,從免疫到消化,與一系列生物功能相關。所以很難確切指出我們為什麼要“睡覺”這個問題的任何原因。但由於現代科技對我們的睡眠週期的影響,對能夠使我們獲得一整夜好睡眠的大量好處,我們的認真關注至關重要。

編輯:Lora

睡眠是一種極其複雜的行為,從免疫到消化,與一系列生物功能相關。所以很難確切指出我們為什麼要“睡覺”這個問題的任何原因。但由於現代科技對我們的睡眠週期的影響,對能夠使我們獲得一整夜好睡眠的大量好處,我們的認真關注至關重要。

編輯:Lora

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