生物学跨学科研究中心的科学家们已经证明，我们睡觉时发出的δ波并不像几十年来的科学文献中所描述的那样，是大脑皮层休息时的普遍静默期。相反，它们隔离了在长期记忆形成过程中起关键作用的神经元群。这些结果发表在2019年10月18日的《科学》杂志上。
当我们睡觉时，海马体通过产生类似于清醒时的活动而自发地自我激活。它将信息发送到大脑皮层，大脑皮层依次做出反应。这种交流之后通常是一段称为“δ波”的静默期，然后是一种称为“睡眠梭状波”的节律性活动。这时皮质回路重组，形成稳定的记忆。然而，δ波在新记忆形成中的作用仍然是一个谜：为什么一段时间的沉默会中断海马体和皮层之间的信息交换顺序，以及皮层的功能重组？
研究人员仔细地观察了δ波期间发生的一系列变化。令人惊讶的是，他们发现大脑皮层并不是完全沉默的，一些神经元仍然保持活跃，并形成编码信息的小的、协同活动的神经元群。这一出乎意料的观察结果表明，当所有其他神经元都保持沉默时，激活的少量神经元可以进行重要的计算，同时免受可能出现的干扰。还有更重要的发现！海马体的自发激活决定了哪些皮质神经元在δ波期间保持活跃，并揭示了两个大脑结构之间的信息传递。此外，在δ波期间激活的神经元群是由参与白天学习空间记忆任务的神经元组成的。这些因素表明，这些过程涉及到记忆整合。为了证明这一点，科学家们在大鼠身上制造了人工δ波，以分离与海马体重新激活的神经元，或者随机分离出神经元。结果：分离出正确神经元后，大鼠能够稳定记忆，并很好地完成第二天的空间测试。
这些结果极大地改变了我们对皮质的理解。因此，δ波是一种选择性分离选定神经元的方法，这些神经元在海马-皮质对话和皮质回路重组之间传递关键信息，形成长期记忆。
联系客服
