大脑如何在睡眠中编码记忆

一项新的研究揭示了大脑是如何在我们睡觉时将白天发生的事情转换成完整的编码记忆的，这揭开了有关睡眠的奥秘。发表在《科学》杂志上的这项新研究表明，这些记忆的微调发生在极低的脑电波活动时期，这时大部分皮层神经元关闭，只有那些参与创造特定记忆的神经元可以继续它们的工作。

科学家们已经知道，在睡眠期间，大脑皮层上的神经元会在活跃期和静默期之间“徘徊”。由于在活跃期之前，海马体(大脑处理记忆的部分)的活动会激增，因此长期以来人们一直认为，这种“徘徊”以某种方式将最近发生的事件编码为固定的记忆。

在静默期，大脑皮层上的神经元只与最慢的脑电波同步，这使得科学家们相信神经元在这段时间里只是在休息。然而，这项新的研究首次揭示了此时并非所有的大脑皮层神经元都进入了睡眠状态，仍有极少数的大脑皮层神经元保持活跃并聚集在一起形成神经连接，从而产生特定的记忆。

这项研究的作者训练老鼠执行一项空间记忆任务，并记录它们在任务执行期间以及刚入睡后两个小时的海马体和大脑皮层的活动。他们发现，当这些啮齿类动物打盹时，它们的海马体会自发地重复在记忆任务中显示出来的活动模式，这表明它们正在重复记忆这一事件。

正如所料，这就是大脑皮层活动的活跃期，紧接着就是相应的静默期。然而，每次发生这种情况时，仍有一小部分皮层神经元保持活跃，而其余的则处于睡眠状态。通过观察这一过程，研究小组发现，海马体内的活动模式实际上决定了哪些皮层神经元需要保持活跃，并将海马体中的短期记忆转化为皮层中的稳定记忆。

为了证实他们的发现，研究人员后来人为地刺激睡眠老鼠的皮层，使错误的神经元在静默期保持活跃，他们发现这使得大鼠在第二天无法完成空间记忆任务。最重要的是，这一发现意义重大，它使我们明白：静默期的存在不仅仅是为了让大脑进入睡眠，而是为了隔离形成记忆所需的特定神经元，抑制其它神经元，以便那些被选中的神经元能够正常工作。