研究发现，睡眠对于将情绪和记忆联系起来至关重要

　　

当进入睡眠时，不少人认为大脑会关闭，但新的研究表明，在先前的学习过程中激活的神经元群会不断嗡嗡作响，在大脑中纹上记忆。

密歇根大学的研究人员一直在研究与特定感觉事件相关的记忆是如何在小鼠身上形成和储存的。他们的一项新研究分析了与特定视觉刺激相关的恐惧记忆是如何形成的。

这一研究成果公布在Nature Communications杂志上。

他们发现，视觉刺激激活的神经元不仅在随后的睡眠中保持更活跃的状态，而且睡眠对将恐惧记忆与感官事件联系起来也至关重要。

以前的研究表明，在集中学习期间大脑中高度活跃的区域在随后的睡眠中往往表现出更多的活动。但目前尚不清楚的是，睡眠过程中记忆的“重新激活”是否需要发生，是否有利于充分储存对新学习材料的记忆。

“我们想了解是，大脑中介导恐惧记忆的部分和介导感觉记忆的特定神经元之间是否存在交流与恐惧有关。它们是如何在一起交谈的，必须在睡觉时这样做吗？我们真的很想知道是什么在促进一个新的联系过程，比如一组特定的神经元，或者一个特定的睡眠阶段，”该研究的资深作者、密歇根大学分子、细胞和发育生物学系教授Sara Aton说，“但在很长一段时间里，确实没有办法通过实验来检验这一点。”

现在，研究人员有了一种工具，可以从基因上标记在特定时间段内被经验激活的细胞。以初级视觉皮层中的一组特定神经元为研究对象，Aton和同事们创建了一个视觉记忆测试。他们给一组小鼠展示了一幅中性图像，并在被图像激活的视觉皮层神经元中表达了基因。

为了验证这些神经元记录了图像，Aton和她的团队测试了是否可以通过选择性地激活神经元，而不向它们展示图像来激发对图像刺激的记忆。当他们激活神经元，并将这种激活与轻微的足部电击配对时，他们发现受试者随后会害怕视觉刺激，这些刺激看起来与这些细胞编码的图像相似。他们发现反过来也是正确的：在将视觉刺激与足部电击配对后，他们的受试者随后会对重新激活神经元产生恐惧反应。

“基本上，视觉刺激的规则和这种完全人工激活神经元的规则产生了相同的反应，”Aton说，当他们给受试者看了一张图片并给他们轻微的脚部电击后，他们中断了睡眠，就没有了与视觉刺激相关的恐惧感。那些睡眠不受控制的小鼠学会了害怕与足部电击相关的特定视觉刺激。

“我们发现这些小鼠实际上会害怕我们给它们看的每一个视觉刺激，从它们进入呈现视觉刺激的房间开始，似乎就知道有理由感到恐惧，但它们不知道自己害怕什么。”

这可能表明，为了让准确地将恐惧与视觉刺激联系起来，必须有睡眠相关的激活神经元编码的刺激感觉皮层。这允许特定于该视觉线索的记忆被激活生成，研究人员认为，感觉皮层区域必须与其他大脑结构沟通，将记忆的感官方面与情感方面结合起来。

Aton说，他们的发现可能对理解焦虑和创伤后应激障碍有一定的启示。

“对我来说，这是一种线索，如果你把恐惧与睡眠中的某个非常特殊的事件联系起来，睡眠中断可能会影响这一过程。在睡眠不足的情况下，大脑似乎能够处理你害怕的事实，但你可能无法将其与你应该害怕的事情联系起来这种规范化过程可能与创伤后应激障碍或广泛性焦虑症有关。”

原文标题：

Brittany C. Clawson, Emily J. Pickup, Amy Ensing, Laura Geneseo, James Shaver, John Gonzalez-Amoretti, Meiling Zhao, A. Kane York, Femke Roig Kuhn, Kevin Swift, Jessy D. Martinez, Lijing Wang, Sha Jiang, Sara J. Aton. Causal role for sleep-dependent reactivation of learning-activated sensory ensembles for fear memory consolidation. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-21471-2