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      萊婭公主的腦電波幫助睡眠中的大腦儲(chǔ)存記憶
      
			
      
				2019-01-11 16:59:29
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      每天晚上，當(dāng)你睡覺(jué)的時(shí)候，大腦活動(dòng)的電波環(huán)繞著你的大腦的每一邊，追蹤一種模式，如果它出現(xiàn)在你的頭部表面，可能看起來(lái)就像星球大戰(zhàn)中的萊婭公主的兩個(gè)發(fā)髻。索爾克研究所(Salk Institute)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這些在《eLife》雜志上描述的圓形“萊婭公主”振蕩。他們認(rèn)為，這些波負(fù)責(zé)每晚在一天記憶的不同方面形成關(guān)聯(lián)。
      

      萊婭公主的腦電波幫助睡眠中的大腦儲(chǔ)存記憶
      

      Salk計(jì)算神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Terrence Sejnowski說(shuō):“Leia公主波在大腦皮層中傳播的規(guī)模和速度是前所未有的，這一發(fā)現(xiàn)通過(guò)推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)(Brain)計(jì)劃推進(jìn)了大腦研究。”
      

      事件的短期記憶儲(chǔ)存在大腦中一個(gè)叫做海馬體的區(qū)域。然而，長(zhǎng)期記憶是在大腦皮層中編碼的。記憶從海馬體轉(zhuǎn)移到大腦皮層的過(guò)程被稱(chēng)為記憶鞏固，發(fā)生在我們睡覺(jué)的時(shí)候。
      

      睡眠紡錘波——一種已知發(fā)生在非快速眼動(dòng)睡眠早期的腦電波模式——與記憶鞏固有關(guān)。此前的研究表明，人腦在夜間呈現(xiàn)的睡眠紡錘波越多，第二天記住的數(shù)字就越多。但是，這些睡眠紡錘波與記憶的確切聯(lián)系尚不清楚，科學(xué)家們受到這樣一個(gè)事實(shí)的限制，即電極一次只能在大腦的一個(gè)地方探測(cè)到這些紡錘波。
      

      “在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，神經(jīng)科學(xué)研究人員不得不記錄大腦中某一時(shí)刻的活動(dòng)，在不同時(shí)看到整個(gè)畫(huà)面的情況下，把許多數(shù)據(jù)點(diǎn)放在一起，”索爾克研究所的助理研究員、這項(xiàng)新研究的第一作者萊爾·穆勒(Lyle Muller)說(shuō)。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，在大腦的新皮層中，每一次睡眠紡錘波的峰值都是在同一時(shí)間出現(xiàn)的。
      

      然而，Sejnowski和Muller想要看到更廣闊的圖景，于是他們轉(zhuǎn)向了稱(chēng)為顱內(nèi)電皮質(zhì)激素圖(ECoGs)的大規(guī)模記錄，這種記錄可以同時(shí)測(cè)量大腦許多區(qū)域的活動(dòng)。癲癇患者通常會(huì)在大腦中臨時(shí)植入ECoG陣列，以確定癲癇發(fā)作在大腦中的位置，因此，科學(xué)家們能夠研究從5名癲癇患者身上收集的所有數(shù)據(jù)，這些患者都是在沒(méi)有癲癇發(fā)作的健康夜晚進(jìn)行的。
      

      當(dāng)研究人員仔細(xì)研究每晚的ECoG數(shù)據(jù)時(shí)，他們大吃一驚:睡眠紡錘波并沒(méi)有同時(shí)在大腦皮層各處達(dá)到峰值。取而代之的是，振蕩以圓形的模式在大腦皮層周?chē)蝗τ忠蝗Φ貟哌^(guò)，在一個(gè)區(qū)域達(dá)到峰值，然后幾毫秒后，在鄰近的區(qū)域達(dá)到峰值。
      

      Muller說(shuō):“我們認(rèn)為這種大腦活動(dòng)組織讓神經(jīng)元與其他區(qū)域的神經(jīng)元進(jìn)行交流。”“這些波傳播的時(shí)間尺度與神經(jīng)元彼此交流所需的速度相同。”
      

      整晚，研究人員觀察到同樣的旋轉(zhuǎn)模式，每一個(gè)持續(xù)大約70毫秒，但在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)重復(fù)了成百上千次。
      

      為什么大腦皮層的不同區(qū)域需要交流來(lái)儲(chǔ)存記憶?單一的記憶是由儲(chǔ)存在大腦皮層不同區(qū)域的不同成分(氣味、聲音、視覺(jué))組成的。Muller和Sejnowski假設(shè)，隨著記憶的鞏固，圓形的睡眠紡錘波有助于形成單一記憶的這些不同方面之間的聯(lián)系。
      

      “如果我們知道記憶是如何在大腦中這樣聯(lián)系起來(lái)的，我們就有可能找到在創(chuàng)傷后破壞記憶的方法，”塞諾維斯基說(shuō)。“包括精神分裂癥在內(nèi)的一些疾病也會(huì)影響睡眠紡錘波，所以這確實(shí)是一個(gè)值得繼續(xù)研究的有趣話題。”
      
			

			
        
      
			
      
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