成年神經發(fā)生，即在完全發(fā)育的成年大腦的海馬體中產生新神經元，發(fā)生在小鼠身上——但新神經元如何在功能上整合到現(xiàn)有的大腦回路中，在很大程度上仍然未知。6 月 4 日發(fā)表在《神經元》雜志上的一項研究表明，成年期產生的神經元在小鼠睡眠期間鞏固記憶方面發(fā)揮著重要的新作用。
先前的研究已將成年出生的神經元(ABN) 的存在與記憶和突觸可塑性聯(lián)系起來，使它們成為在睡眠期間參與記憶鞏固的合乎邏輯的候選人，當海馬神經元經常重復動物學習新任務時出現(xiàn)的活動模式。但 ABN 在睡眠期間的功能一直未知。
現(xiàn)在，日本筑波大學國際綜合睡眠醫(yī)學研究所副教授、主要作者 Masanori Sakaguchi 發(fā)現(xiàn)，ABN 對小鼠快速眼動 (REM) 睡眠期間的突觸結構重塑和記憶鞏固至關重要。
“我們的研究首次展示了動物睡眠期間的任何 ABN 活動和功能，”他說。“我們的結果為揭示 ABN 在睡眠期間如何與已知記憶功能相關聯(lián)的機制洞察鋪平了道路。”
研究人員能夠通過使用新技術可視化自然睡眠小鼠在四個小時內的神經元活動來檢測 ABN 活動。由于小鼠的一次 REM 發(fā)作通常持續(xù)不到一分鐘，因此研究人員通過光遺傳學在這些發(fā)作期間精確地操縱了 ABN 活動——基因工程神經元允許科學家用光刺激它們。
Sakaguchi 及其同事最初驚訝地發(fā)現(xiàn)年輕的 ABN 在睡眠期間幾乎沒有活動。然后，他們發(fā)現(xiàn)當小鼠學習恐懼記憶時，一小部分 ABN 被激活——接受輕微的足部電擊——并在隨后的快速眼動睡眠中重新激活。
Sakaguchi 說：“盡管一旦動物成功學習記憶，ABN 活動水平實際上在 REM 睡眠期間下降，但 REM 睡眠期間的記憶鞏固過程重新激活了在小鼠學習時被激活的 ABN。”因此，當 ABN 活動被抑制時，動物的整體記憶鞏固就會受損。在 REM 睡眠期間增加和減少 ABN 活動的光遺傳學操作導致記憶障礙，表明高度協(xié)調的 ABN 活動在 REM 睡眠期間對記憶鞏固起著關鍵作用。
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