操控丘脑在非快速眼动深度睡眠期的电活动脉冲，能使小鼠记住或遗忘。
基础科学研究所（IBS）认知与社会性中心的科学家通过调节深度睡眠期间特定的同步脑电波，增强或减弱了小鼠的记忆能力。这是首项研究表明，在正确的时机操纵睡眠纺锤波振荡会影响记忆。与蒂宾根大学合作进行的小鼠实验的完整描述发表在《神经元》期刊上。
研究团队专注于非快速眼动深度睡眠阶段，该阶段通常整晚发生，并与快速眼动阶段交替出现。它被称为慢波睡眠，似乎与记忆形成有关，而非做梦。
在慢波睡眠期间，同时放电的神经元群体会产生具有三重节律的脑电波：慢振荡、纺锤波和尖波涟漪。慢振荡起源于大脑皮层的神经元。纺锤波来自大脑中称为丘脑网状核的结构，每秒波动约7-15次。最后，尖波涟漪是在海马体内产生的尖锐而快速的电能爆发，海马体是大脑中对空间记忆具有重要作用的一个组成部分。
"通常在夜间会出现一种规律的模式，即皮层产生的慢振荡之后紧接着出现丘脑纺锤波，与此同时，海马尖波涟漪平行出现。我们相信，这三种节律的精确时机如同大脑不同部分之间的沟通渠道，有助于记忆巩固，"该研究的第一共同作者查尔斯-弗朗索瓦·V·拉乔马纳解释说。
研究人员专注于纺锤波，因为已有研究表明纺锤波的数量与记忆有关。已有证据表明，在充满学习的一天之后，纺锤波的数量会增加，而在老年人和精神分裂症患者中，其数量则会减少。这是第一项研究表明，如果与慢振荡同步施加，人工诱导的丘脑纺锤波会影响记忆。
在实验中，小鼠被放入一个特殊笼子，并在听到一个音调噪音后接受轻微电击。第二天，通过检查它们对相同噪音或相同笼子的恐惧反应来测试它们的记忆。拉乔马纳解释说，这可以简化并比作在某个地点（如咖啡馆）听到火警的经历。事件之后，要么是再次访问同一家咖啡馆，要么是第二天在另一家咖啡馆听到火警声。
在两天的夜间，科学家使用一种称为光遗传学的光基技术，在部分小鼠中引入了人工丘脑纺锤波。小鼠被分为三组。第一组在慢振荡后立即接受光刺激，因此它们的纺锤波能够形成三重节律（同相）：慢振荡-纺锤波-尖波涟漪。第二组的光刺激施加较晚，"不同步"。第三组作为对照组，不接受任何光刺激。
第二天，将小鼠置于相同地点并记录它们的活动。第一组的小鼠在没有噪音的情况下，有40%的时间因恐惧而僵住。相反，第二组和第三组的小鼠僵住的时间仅为20%。然而，当小鼠在不同地点听到相同音调时，它们记住了该音调，并有高达40%的时间因恐惧而僵住，这与它们所属的组别无关。海马体参与空间记忆，这可能解释了这种差异。
反之亦然：使小鼠遗忘也是可能的。通过减少夜间纺锤波的数量，研究人员可以降低记忆回忆能力。
研究团队认为，丘脑是长期记忆巩固的协调者，这个过程是最近获得的信息从海马体转移到大脑皮层，作为长期记忆归档。海马体就像一个枢纽，大量信息涌入其中，必须被重新导向大脑内的正确目的地，特别是大脑皮层。这项研究表明，丘脑似乎调节着海马体和皮层之间的信息交换。"我们认为深度睡眠期间的记忆巩固与时间协调有关。如果海马体在皮层神经元未准备好接收信息时试图交换信息，那么信息可能就被浪费了，"拉乔马纳描述道。"慢振荡可能是皮层用来标记其已准备好接收信息的信号。然后，丘脑将通过纺锤波提醒海马体。"
可以预见，将这项研究转化到人类身上，可能会使有记忆缺陷的患者受益。然而，有几个要点需要阐明：我们能否独立地操纵单个记忆？快速眼动阶段是否影响结果？存储的记忆是如何被检索的？在等待下一个关于睡眠科学的科研成果的同时，祝您美梦……也祝您拥有美好的记忆。