获得足够的睡眠是个人整体健康的重要组成部分。睡眠不足是认知问题如记忆力减退的风险因素。柏林夏里特医学院（Charité – Universitätsmedizin Berlin）的研究人员阐明了深度睡眠——也称为慢波睡眠——期间大脑中发生的变化，这些变化有助于记忆的形成。该研究进一步证实了睡眠在记忆巩固中的关键作用，并可能帮助科学家制定预防痴呆的策略。
每个人都明白，充足的睡眠是个人整体健康的重要部分。过去的研究表明，适当的睡眠可以改善心脏健康、支持免疫系统并帮助减轻压力，仅举几例。睡眠对大脑健康同样重要，因为睡眠不足是记忆力减退等认知问题的风险因素。“剥夺人类睡眠会导致各种问题，可能会造成严重伤害。”德国柏林夏里特医学院神经生理学研究所的科研人员弗朗茨·泽维尔·米特迈尔（Franz Xaver Mittermaier）告诉《今日医学新闻》（Medical News Today）。他解释说：“可以说，最需要睡眠的器官是大脑。睡眠使大脑与外界隔绝，感官信息流停止。这使得过去的经历可以在不受‘外界干扰’的情况下重演，这对于巩固这些经历的记忆——即将其移入长期记忆——是必要的。”
米特迈尔是最近发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的一项新研究的第一作者，该研究解释了深度睡眠——也称慢波睡眠——如何帮助大脑形成记忆。
在这项研究中，米特迈尔和他的团队使用了从45名参与者那里获取的大脑皮层新皮层的完整组织样本。米特迈尔解释道：“新皮层是大脑最外层的部分。无论何时我们看到一张大脑图片，我们看到的表面就是新皮层——核桃形状的表面。它是一个含有160亿个神经元（电活动脑细胞）的结构。新皮层在人类中显著增大，在使我们成为人类的认知能力中起着核心作用：语言、想象力、记忆、情感等。”
米特迈尔表示：“2017年，我们开始开发一个平台，收集原本会被丢弃的神经外科手术中的脑组织样本。我们改进了方法，使这些组织样本能够在生理溶液中存活超过24小时。这使我们能够使用高端高分辨率记录方法研究人脑细胞及其之间的连接（突触）。”
“一旦我们具备了进行这些记录的能力，记忆机制成为一个显而易见的研究主题。Geiger教授和Henrik Alle——本研究的共同作者——曾在2006年发表在《科学》杂志上的论文中确定了一些有趣的突触机制。这些机制成为我们的起点，项目从这里发展开来。”他解释道。
研究人员发现，深度慢波睡眠期间大脑产生的缓慢电波有助于增强新皮层中神经元之间的突触连接，使其更“接受”形成记忆。米特迈尔解释说：“在深度慢波睡眠期间，当来自外界的感觉流停止时，新皮层表现出一种非常有趣的活动，这种活动由每秒交替一次的上升态（UP）和下降态（DOWN）组成。”“上升态和下降态是由新皮层中数千个神经元的同步电压变化引起的。”
他继续说道：“我们的实验表明，这些上升态和下降态序列实际上调整了脑细胞之间的突触（即连接），使它们在新皮层从下降态转变为上升态时特别强。”“新皮层在这个时间段内被置于一个对信息更为敏感的状态。如果海马体——存储短期记忆的大脑区域——在此期间重播记忆，这将导致新皮层脑细胞的更明显激活，进而导致向长期存储的转移。”
米特迈尔告诉《今日医学新闻》：“我们才刚刚开始了解大脑睡眠时实际发挥作用的机制。此外，迄今为止的大部分研究都是在实验室动物身上进行的，而不是在人类组织样本上（如我们这项研究）。我们还有很多工作要做，才能真正理解人类的睡眠大脑。我们的研究只是一个开始。了解睡眠大脑将帮助我们应对诸如老年人记忆力减退等疾病。”
《今日医学新闻》采访了维纳·波特（Verna Porter）博士，她是加利福尼亚州圣莫尼卡太平洋神经科学研究所（Pacific Neuroscience Institute at Providence Saint John’s Health Center）的老年痴呆症、阿尔茨海默病和神经认知障碍主任，她认为这项研究令人兴奋且引人深思，因为它揭示了深度睡眠期间慢波活动（SWA）在突触可塑性和记忆巩固中的关键作用。
波特解释说：“SWA在细胞水平上增强突触和稳定记忆的能力尤其有趣。”“作为神经学家，这强化了健康睡眠模式在维持认知功能方面的关键重要性。鉴于痴呆患者经常经历深度睡眠中断，这些发现强调了更好地理解和解决睡眠不足作为痴呆护理和预防的一部分的重要性。”她补充道：“下一步应集中在确定SWA驱动的突触机制在阿尔茨海默病和其他形式痴呆等神经退行性疾病中是如何改变的。纵向研究需要评估增强深度睡眠是否能减缓认知衰退或改善有风险人群的记忆保留。”
《今日医学新闻》还采访了马尼莎·帕鲁莱卡尔（Manisha Parulekar）博士，她是新泽西州哈肯萨克大学医学中心（Hackensack University Medical Center）老年医学科主任，同时也是哈肯萨克大学医学中心记忆丧失和脑健康中心的联合主任。她指出：“深度睡眠，特别是慢波睡眠，在记忆巩固过程中起着至关重要的作用——这个过程稳定并增强了新获得的记忆。这项研究突出了一些睡眠对记忆的可能途径，并概述了一种潜在机制来帮助改善记忆巩固。”
她表示：“痴呆仍然是一个重要的公共卫生挑战。研究表明，其病理生理学始于认知症状出现前10到20年。这些发现可以帮助识别可能的预防策略，并探索旨在支持记忆形成的治疗方法。”她补充说：“下一步可以进一步研究失眠的认知行为疗法（CBT-I）、基于正念的压力减少、睡眠卫生教育、光疗和其他非侵入性方法对记忆巩固及其潜在认知益处的影响。”
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