在睡眠期间操控小鼠大脑，显著提升了它们对新经历的记忆能力——这些经历在正常情况下极易被遗忘。这一发现对治疗阿尔茨海默病及其他作用于相似神经机制的痴呆症具有重要启示意义。
发表于《神经元》期刊的这项小鼠研究表明，由于哺乳动物记忆形成的基本机制高度相似，该成果同样适用于人类。研究人员通过精准调控睡眠特定阶段的脑活动，使小鼠成功记住了原本持续时间过短而无法留存的新体验。
研究团队识别出一种名为"大型尖波涟漪"的脑活动模式，这种持续约100毫秒的神经振荡参与将新体验从海马体向新皮层转移并固化为长期记忆的过程。该发现为科研人员提供了关键标记，可精确识别新体验转化为长期记忆的神经窗口期。
"本研究深化了我们对大脑记忆处理机制的理解，"神经生物学与行为学系助理教授、该研究资深作者阿扎哈拉·奥利瓦博士表示。她与艺术与科学学院助理教授、生命科学梅因格家族研究员安东尼奥·费尔南德斯-鲁伊斯共同领导了此项研究。
实验中，费尔南德斯-鲁伊斯与奥利瓦团队记录了海马体与新皮层的神经元活动，发现睡眠期间海马体产生的大型尖波涟漪会传导至新皮层。费尔南德斯-鲁伊斯解释道："这些涟漪介导了记忆从海马体初始编码向新皮层长期稳定存储的转移过程。"
研究观察到关键规律：当动物遗忘某段经历时，睡眠中的大型尖波涟漪强度较弱；而成功记忆时则出现大量涟漪事件。基于此，团队运用光遗传学技术——通过光纤精准照射特定脑区以激活神经元——在睡眠中增强与特定经历相关的涟漪活动。
实验中，小鼠接触新玩具仅5分钟后进入睡眠，4小时后测试显示记忆缺失。但研究人员在睡眠期间强化该经历相关的涟漪活动后，小鼠成功记住了该物体。值得注意的是，该技术在认知缺陷基因工程小鼠模型中同样奏效。费尔南德斯-鲁伊斯强调："我们成功在动物无法自主记忆的病理条件下拓展了记忆巩固能力。"
由于阿尔茨海默病患者同样存在此类记忆巩固障碍，该发现对神经退行性疾病研究具有重大价值。研究团队下一步将与生物医学工程系的克里斯·沙弗和野村望团队合作，在类阿尔茨海默病基因工程小鼠模型中验证该干预方法。
奥利瓦与费尔南德斯-鲁伊斯联合领导的"脑计算与行为实验室"博士后研究员希思·罗宾逊和拉利察·托多罗娃为论文共同第一作者。本研究获美国国立卫生研究院、斯隆研究奖学金、怀特霍尔研究基金、克林根斯坦-西蒙斯奖学金、佩斯广场基金会MIND奖、皮尤生物医学学者奖及埃里克与温迪·施密特科学人工智能博士后奖学金资助。
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