人们早就知道海马体参与学习和记忆。但是,由于神经细胞是有限的,当它们达到一定程度时,就会变得饱和,再也记不起来了。因此,人们一直预计海马体会有某种“冷却”机制。
东京大学的一个研究小组发现,海马体产生的称为“锐波波纹 (SWR)”的脑电波削弱了睡眠期间神经元之间的连接,并使大脑回路降温。
该研究小组首先记录了场兴奋性突触后电位 (fEPSP),这是睡眠小鼠和神经元之间连接强度的指标。然后,证实fEPSP随着睡眠的进展而衰减,并且神经元之间的连接在睡眠期间自然减弱。
随后,当进行一项实验以抑制睡眠期间发生的 SWR 时,没有观察到 fEPSP 的衰减。也就是说,SWR 会削弱睡眠期间海马神经元之间的连接并冷却海马神经回路。 抑制 SWR 7 小时的小鼠的大脑回路仍然高度兴奋,即使它们有足够的睡眠,它们也会进入睡眠不足的状态。
此外,使用可以区分参与记忆的神经元和不参与记忆的神经元的转基因小鼠,我们观察了 SWR 发育过程中神经元的活动。他们发现只有在睡眠前参与记忆的“非”神经元的活动减弱。换句话说,推断 SWR 仅削弱了与记忆无关的神经元连接,而记忆在睡眠期间得到了有效组织。
这一结果可以说为“生物为什么要睡觉”这一基本问题提供了明确的答案。
纸张信息:[科学] 海马涟漪下调突触