正如指挥家协调乐队中的不同乐器以产生交响乐一样,呼吸在我们睡眠时协调海马体内的脑波,从而增强记忆,这是西北大学医学的一项新研究报道的。
这是首次在人类身上发现睡眠期间的呼吸节律与海马体内的这些脑波——称为慢波、纺锤波和涟漪波——之间的联系。科学家们知道这些脑波与记忆有关,但其背后的驱动因素一直未知。
“为了加强记忆,三种特殊的神经振荡在睡眠中出现并同步于海马体内,但它们被认为是在随机时间出现的。我们发现它们是由呼吸节律协调的。”该研究的高级作者、西北大学费因伯格医学院神经学教授克里斯蒂娜·泽拉诺(Christina Zelano)说。
西北大学的研究人员发现,海马体振荡发生在呼吸周期的特定点,这表明呼吸对于睡眠期间正确的记忆巩固至关重要。
“记忆巩固依赖于睡眠期间脑波的协调,我们发现这一过程紧密地由呼吸定时。”该研究的通讯作者、泽拉诺实验室的博士后学生安德鲁·谢里夫(Andrew Sheriff)说。
该研究将于12月16日发表在《美国国家科学院院刊》上。
这些发现对睡眠期间的呼吸障碍——如睡眠呼吸暂停——具有重要意义,因为这种障碍与记忆力下降有关。
我们都有过在一夜好眠后记忆力更好的体验。早在古罗马时期,学者昆体良就曾注意到“一个晚上的间隔会大大增强记忆力”这一“奇怪的事实”。研究作者表示,他描述的是我们现在所说的记忆巩固,这是通过海马体内不同脑波的精妙协调来实现的。
“当你睡觉时,你的大脑会积极地重播你在白天的经历。”谢里夫说。
谢里夫刚从冰岛雷克雅未克的一次会议回来,在那里他不得不熟悉一个新的城市。“海马体在形成新区域的地图中起着重要作用。我醒来时感觉对周围的城市有了更好的认识。这是由我在睡眠中发生的振荡所促进的,我们发现这些振荡是由呼吸协调的。”
该研究建议,睡眠期间呼吸受干扰的人应寻求治疗。
“当你没有得到足够的睡眠时,你的大脑会受到影响,认知能力会下降,你会变得模糊不清。”谢里夫说。“我们还知道,睡眠呼吸障碍与中风、痴呆和阿尔茨海默病等神经退行性疾病有关。”
“如果你听某人的呼吸,你可能会判断他们是否在睡觉,因为睡眠时的呼吸节奏不同。其中一个原因可能是,呼吸正在执行一项精细的任务:协调与记忆相关的脑波。”
该研究题为《呼吸协调人类海马体内睡眠振荡的同步化》。
其他西北大学的研究作者包括周光宇、贾斯汀·莫根塔勒、克里斯托弗·西尔、卡特琳娜·K·豪纳、马哈茂德·奥米德贝吉、约书亚·罗森诺、斯特凡·舒埃勒和格雷戈里·莱恩。
来源:西北大学
期刊参考:谢里夫,A.,等。《呼吸协调人类海马体内睡眠振荡的同步化》。《美国国家科学院院刊》。doi.org/10.1073/pnas.2405395121。
(全文结束)

