新发现：《Science》报道大脑涟波如何促进记忆形成

美国国家研究员资助的一个项目最新发表《Science》文章，证明睡眠过程中大脑关键区域之间沟通增加与记忆形成有关。

　　

利用创新性“NeuroGrid”技术，科学家们发现睡眠促进两个关键脑区沟通，而且连接对记忆形成至关重要。本工作最近发表在《Science》，部分研究经费来自BRAIN计划。BRAIN计划：为创建大脑的神经元目录而努力

“大脑如何创造和储存新记忆是一项基础性的发现，”本项目领导者、NIH国家神经疾病和中风研究所的Nick Langhals博士说。

人们普遍认为，在我们睡觉时海马把新信息转变为永久记忆。此前，本文通讯作者、纽约大学教授György Buzsáki博士刚揭示了睡眠时海马区存在神经元放电的高频脉冲（本文称其为ripples，即涟波），证明这些神经元可能起储存记忆作用。

这篇文章证实，睡眠时不仅海马出现涟波，通常被认为是处理复杂感觉信息的联合新皮层（association neocortex）的特定区域也存在涟波。

文章共同一作Dion Khodagholy说，因为从未有人看到过这些，我们第一次观察时差点以为是实验错误。

NeuroGrid系统是纽约大学发明的尖端技术，包括一系列微小电极，串联成像小篮子一样的结构，然后记录电极被植入更深的脑区让每个电极可以连续监测一组不同的神经元，研究人员在大鼠非快速眼动（NREM）睡眠期检查脑部几个区域的活动情况。下载全方位模式生物服务攻略手册

“这是一种特殊的装置，使我们可以同时观看多个脑区，”共同一作、哥伦比亚大学助理教授Jennifer Gelinas说。

研究小组还惊讶的发现，联合新皮层和海马的涟波同时出现，暗示这两个区域在睡眠期可能有交流。又因为联合新皮层被认为是记忆的储存场所，研究人员推测这种神经对话可能是在帮助大脑保存信息。

为了验证这一想法，他们先训练一组大鼠在迷宫中定位奖赏，让另一组大鼠漫无目的地在迷宫里行走，然后比较它们NREM睡眠期的脑部活动。结果显示，后一组大鼠自由探索迷宫之前海马和大脑皮层的涟波不像走完迷宫之后那么同步。前一组受训大鼠的大脑活动明显不同，训练任务增加了海马和大脑皮层之间的对话活动，二次训练更进一步增强了这种信号串扰。说明，这两部分的交流对创造和储存记忆十分有用。

研究人员希望这一基础性研究能继续拓展至接受了脑部手术的人类患者，测试人类脑区是否也存在这种涟波。除此之外，研究人员还想通过操纵神经放电，看看是否能增强或抑制动物的记忆形成。

这一关键性的发现也许能提供一种方法使人更好地理解记忆形成，甚至解决记忆障碍。

原文检索：
Khodagholy et al. Learning-enhanced coupling between ripple oscillations in association cortices and hippocampus. Science. October 20, 2017. doi: 10.1126/science.aan6203. 
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