Controlling memory by triggering specific brain waves during sleep

基础科学研究所(IBS)认知与社会性中心的科学家们通过在深度睡眠期间调节特定同步脑电波，成功增强或削弱了小鼠的记忆能力。这项首次证实操纵睡眠纺锤波振荡的时机可影响记忆的研究，是与蒂宾根大学合作完成的，详细实验描述发表于《神经元》期刊。

研究团队专注于非快速眼动深睡期（又称慢波睡眠期），该阶段整夜与快速眼动期交替出现，其主要功能与记忆巩固相关而非梦境生成。

慢波睡眠期间，神经元群同步放电产生三重节律脑电波：慢波振荡、纺锤波和涟漪波。慢波振荡起源于大脑皮层神经元；纺锤波由丘脑网状核产生，每秒振荡7-15次；涟漪波则是海马体内产生的尖锐快速电脉冲，该脑区对空间记忆至关重要。

研究第一共同作者查尔斯-弗朗索瓦·V·拉图马内解释道："夜间常呈现规律模式：皮层慢波振荡后立即出现丘脑纺锤波，同时海马涟漪波并行产生。我们相信这三种节律的精准时序如同大脑区域间的通信通道，促进记忆巩固。"

研究聚焦纺锤波因其数量与记忆能力明确相关：学习密集日后纺锤波增加，而老年人和精神分裂症患者则减少。本研究首次证实人工丘脑纺锤波若与慢波振荡同步施加，可影响记忆。

实验中，小鼠置于特制笼内并在听到音调后接受轻微电击。次日通过检测其对相同音调或相同环境的恐惧反应评估记忆。拉图马内类比解释："如同在咖啡馆听到火警后，次日重返该店或在他处闻警铃的反应差异。"

在昼夜间隔期，科学家使用光遗传学技术对部分小鼠施加人工丘脑纺锤波。小鼠分三组：第一组在慢波振荡后立即接受光刺激，形成三重节律（同相位）：慢波-纺锤波-涟漪波；第二组延迟给予"不同步"光刺激；第三组为无光刺激对照组。

次日将小鼠置于相同环境记录行为。第一组小鼠即使无音调刺激仍有40%时间呈现恐惧僵直，而第二、三组仅20%时间僵直。但当在不同环境听到相同音调时，所有组别均有40%时间僵直，这与海马体处理空间记忆的特性相符。

反向实验同样成立：通过减少夜间纺锤波可削弱记忆召回。研究团队认为丘脑是长期记忆巩固的协调者，负责将海马体获取的新信息传输至皮层存储。海马体如同信息枢纽，而丘脑则介导海马体与皮层间的信息交换。"记忆与皮层间的信息交换。"记忆巩固依赖精准时序协调，"拉图马内阐述，"若海马体在皮层神经元未就绪时传递信息将导致信息浪费。慢波振荡可能是皮层准备就绪的信号，丘脑则通过纺锤波激活海马体。"

该研究有望惠及记忆障碍患者，但仍有关键问题待解：能否独立操控特定记忆？快速眼动期如何影响结果？存储记忆如何提取？在等待睡眠科学新发现之际，祝君好梦...亦存美忆。