操控非快速眼动深睡眠期间丘脑的电活动脉冲，可使小鼠记住或遗忘。
基础科学研究所（IBS）认知与社会性研究中心的科学家们，通过在深度睡眠期间调节特定的同步脑波，增强或减弱了小鼠的记忆能力。这是首项表明在正确的时机操控睡眠纺锤波振荡会影响记忆的研究。这项与图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（non-REM）深度睡眠阶段，该阶段通常整晚发生，与快速眼动（REM）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产生具有三重节律的脑波：慢波振荡、纺锤波和波纹波。慢波振荡源于大脑皮层的神经元。纺锤波来自大脑中一个称为丘脑网状核的结构，每秒爆发约7至15次尖峰。最后，波纹波是在海马体内产生的尖锐而快速的能量爆发，海马体是大脑中在空间记忆中起重要作用的一个组成部分。
该研究的第一共同作者Charles-Francois V. Latchoumane解释道：“夜间经常表现出一种规律模式，即来自皮层的慢波振荡之后紧接着出现丘脑纺锤波，而在此时，海马体波纹波并行出现。我们认为这三种节律的正确时机就像大脑不同部分之间的通信通道，有助于记忆巩固。”
研究人员专注于纺锤波，因为有研究表明纺锤波的数量与记忆有关。已有研究表明，在经历大量学习的一天后，纺锤波的数量会增加，而在老年人及精神分裂症患者中则会减少。这是首项表明人工丘脑纺锤波若与慢波振荡同步施加会影响记忆的研究。
在实验中，小鼠被放入一个特殊的笼子，并在听到音调噪音后受到轻微电击。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。Latchoumane解释说，这可以简化并比作在某个地点（如咖啡馆）听到火警警报的经历。该事件之后，第二天可能是再次访问同一家咖啡馆，或者在另一家咖啡馆听到火警警报的声音。
在这两天之间的夜间，科学家们利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。第一组在慢波振荡之后立即接收光输入，因此它们的纺锤波可以形成三重节律（同相）：慢波振荡-纺锤波-波纹波。第二组的光刺激施加得较晚，“不同步”。第三组作为对照组，未接受任何光刺激。
第二天，小鼠被放置在相同地点，并记录其运动。第一组小鼠有40%的时间因恐惧而僵住，即使没有噪音。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：也有可能让小鼠遗忘。通过减少夜间纺锤波的数量，研究人员能够降低记忆提取。
研究团队认为，丘脑是长期记忆巩固的协调者，这是新获取的信息从海马体转移到皮层并作为长期记忆归档的过程。海马体就像一个枢纽，大量信息进入其中，必须被重新定向到大脑内的正确目的地，特别是皮层。这项研究表明，丘脑似乎介导了海马体和皮层之间的信息交换。Latchoumane描述道：“我们认为深度睡眠期间的记忆与时间协调有关。如果海马体试图在皮层神经元未准备好接收信息时交换信息，信息可能会被浪费。慢波振荡可能是皮层用来标记其准备好接受信息的信号。然后，丘脑会通过纺锤波提醒海马体。”
可以预见，记忆缺陷患者可能会受益于这项研究向人类应用的转化。然而，有几点需要澄清：我们能否独立操控单一记忆？REM阶段是否影响结果？存储的记忆是如何被提取的？在等待睡眠科学的下一个研究成果时，祝你好梦……也有美好的记忆。