你是否有過這樣的經(jīng)歷:為了準(zhǔn)備一場(chǎng)考試而熬夜復(fù)習(xí),然而,這些熬夜卻對(duì)記憶力產(chǎn)生影響,一些考試時(shí)沒想起來的答案,在考完后卻又突然蹦出來。那么,這種睡眠不足導(dǎo)致的記憶破壞,究竟是直接導(dǎo)致了記憶的丟失,還是造成了記憶的檢索困難?
荷蘭格羅寧根大學(xué)的研究人員在 Cell 子刊 Current Biology 上發(fā)表了題為:Recovering object-location memories after sleep deprivation-induced amnesia 的研究論文。
這項(xiàng)研究表明,睡眠不足不一定會(huì)導(dǎo)致記憶真正的丟失,而是導(dǎo)致這些記憶難以被檢索和提取,而使用一種用于****或慢性阻塞性肺**(COPD)的**Roflumilast(PDE-4抑制劑),可以重新喚醒并鞏固這些因睡眠不足而被隱藏的記憶。
該論文的通訊作者、荷蘭格羅寧根大學(xué)記憶與睡眠神經(jīng)科學(xué)副教授 Robbert Havekes 一直在研究睡眠剝奪如何影響記憶過程,從中尋找在睡眠不足期間支持記憶過程的方法。在這項(xiàng)*新研究中,他的團(tuán)隊(duì)探索了睡眠不足導(dǎo)致的健忘是信息丟失的直接結(jié)果,還是僅僅是由于信息檢索困難造成的。
為了回答這個(gè)問題,研究團(tuán)隊(duì)使用了光遺傳學(xué)(Optogenetics)技術(shù),在學(xué)習(xí)過程中被激活的神經(jīng)元中選擇性地表達(dá)一種光敏蛋白(Channelrhodopsin),這使得通過光照射這些神經(jīng)元細(xì)胞來回憶特定的經(jīng)歷成為可能。在睡眠剝奪研究中,研究團(tuán)隊(duì)將這種方法應(yīng)用于大腦海馬體中的神經(jīng)元,海馬體是大腦中負(fù)責(zé)存儲(chǔ)空間信息和事實(shí)性知識(shí)的區(qū)域,在將短時(shí)記憶進(jìn)行鞏固進(jìn)而轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)時(shí)記憶中起著重要作用。
首先,經(jīng)過基因工程改造的小鼠被賦予了一項(xiàng)空間學(xué)習(xí)任務(wù),在這項(xiàng)任務(wù)中,它們必須學(xué)習(xí)單個(gè)物體的位置,這個(gè)過程在很大程度上依賴于海馬體中的神經(jīng)元。幾天后,讓這些執(zhí)行同樣的任務(wù),但這一次,物體被移動(dòng)到一個(gè)新的位置。結(jié)果顯示,被剝奪睡眠幾個(gè)小時(shí)的小鼠未能檢測(cè)到這種空間位置變化,這表明它們無法回憶起物體的原始位置。
當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)使用光遺傳學(xué)重新激活*初存儲(chǔ)這些記憶信息的海馬體神經(jīng)元后,再次讓它們執(zhí)行任務(wù)時(shí),它們能夠成功地記住*初的位置,這表明,在睡眠剝奪期間,信息存儲(chǔ)在海馬體中并沒有丟失,但在沒有刺激的情況下,這些信息難以被提取。
該研究還發(fā)現(xiàn),在記憶重新激活過程中所引發(fā)的分子通路也能被**Roflumilast(羅氟司特)所靶向,Roflumilast是磷酸二酯酶-4(PDE - 4)抑制劑,被用于****或慢性阻塞性肺**(COPD)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)給予睡眠剝奪的小鼠服用Roflumilast后,它們就能夠成功記住物體*初的位置,與直接使用光遺傳學(xué)重新激活海馬體神經(jīng)元的效果一致。
由于Roflumilast已被臨床批準(zhǔn)用于人類,并且已知可以進(jìn)入大腦,這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步測(cè)試其是否可以用于恢復(fù)人類“丟失的”記憶開辟了途徑。
實(shí)際上,大腦中存在的信息比我們之前預(yù)期的要多,這項(xiàng)研究證實(shí)了,至少在小鼠身上,我們可以重新獲取這些“隱藏的”記憶。這一發(fā)現(xiàn)開啟了各種令人興奮的可能性。
研究團(tuán)隊(duì)表示,用Roflumilast**患有年齡相關(guān)記憶障礙或早期阿爾茨海默病患者的記憶可及性是可能的。或許我們可以重新激活特定的記憶,使它們?cè)俅伍L(zhǎng)久性恢復(fù),在大腦中更加鞏固。
該論文的通訊作者 Robbert Havekes 表示,團(tuán)隊(duì)接下來的興趣是揭示這些過程背后的分子機(jī)制,是什么讓記憶變得觸手可及,Roflumilast又是如何恢復(fù)對(duì)這些“隱藏的”記憶的訪問?科學(xué)總是這樣,當(dāng)你解決了一個(gè)問題,就會(huì)產(chǎn)生很多新問題。