科学家发现了一种方法，可以在不使整个大脑进入睡眠状态的情况下，触发特定脑区的关键睡眠相关过程。图片来源：Shutterstock
一项新研究表明，在清醒动物中重现关键的类睡眠脑部模式可能有助于保持记忆和学习能力。
如果大脑的一部分可以在其余部分保持活跃的情况下获得睡眠的某些益处，会怎么样？一项由美国国立卫生研究院(NIH)资助的新研究表明，这可能是可行的。研究人员找到了一种方法，可以在清醒小鼠的特定脑区触发关键的睡眠相关过程，帮助逆转部分睡眠剥夺的认知效应，并阐明为什么睡眠对学习和记忆如此重要。
这些发现挑战了传统观点，即大脑必须进入完全睡眠状态才能执行某些形式的神经维护。相反，研究表明，即使动物保持清醒和反应能力，某些恢复功能也可以在大脑的特定区域内局部发生。
"我们基本上是在强制大脑的局部区域进入睡眠状态。当这部分巩固记忆并恢复学习能力时，其他部分保持警觉并与环境保持联系，"通讯作者、威斯康星大学麦迪逊分校精神病学教授Chiara Cirelli博士说。"海豚就做类似的事情，一次只让一个大脑半球睡眠。"
非快速眼动(NREM)睡眠约占成人睡眠的80%，在维持与记忆相关的神经连接方面起着重要作用。在此阶段，大脑加强和保存重要连接，清除不太有用的连接，并为新学习腾出空间。
模拟清醒状态下的睡眠
Cirelli及其团队早期研究发现，睡眠剥夺的大鼠和人类即使在清醒状态下，也能短暂经历局部慢波脑活动，这是NREM睡眠的一个定义性特征。这些短暂的发作可能太有限，无法提供显著益处，但它们表明诱导更长时间的类似活动可能产生有意义的效果。
在新研究中，研究人员使用光激活植入物结合基因修饰，在睡眠剥夺小鼠大脑的一侧创建了活动和非活动的节律性循环。刺激会话持续30分钟，旨在复制NREM睡眠中观察到的活动模式。
之后，受刺激的脑区在睡眠期间显示出较低水平的慢波活动，表明这些区域对恢复的需求降低。额外实验表明，这种益处并非如一些理论所提出的那样由神经元活动的整体减少驱动。相反，它似乎取决于特定的交替活动模式。
研究团队还检查了这种方法是否能改善行为。在一项依赖睡眠的触觉记忆测试中，接受了大脑两侧运动和感觉区域刺激的睡眠剥夺小鼠表现与休息良好的小鼠相当。相比之下，未接受刺激的睡眠剥夺小鼠表现明显更差。
面向人类应用
Cirelli及其同事计划研究是否可以使用侵入性较小的经颅刺激方法在人类身上取得类似结果。
"这项研究进一步解码了我们为何睡眠以及如何学习，使我们更接近于理解如何更好地预防和治疗认知能力下降，"资助该研究的NIH国家神经疾病和中风研究所(NINDS)代理主任Amy Bany Adams博士说。
参考文献："清醒小鼠皮层开/关周期的诱导实现睡眠功能"，作者Kort Driessen、Fabio Squarcio、Giulio Tononi和Chiara Cirelli，2026年6月8日，《自然神经科学》。DOI: 10.1038/s41593-026-02318-9
【全文结束】