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2019年9月19日星期四

由美国国立卫生研究院（NIH）资助的研究表明，快速眼动睡眠可以防止信息超载。

快速的眼球运动或快速眼动睡眠是我们实现大多数梦想的迷人时期。现在，在一项对小鼠的研究中，日本和美国的研究人员团队表明，这也可能是大脑主动忘记的时候。他们的研究结果表明，睡眠中的遗忘可能受到大脑深处发现的神经元的控制，这些神经元以前因制造食欲刺激激素而闻名。这项研究是由美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）的国家神经疾病和中风研究所（NINDS）资助的。

“人们都想知道为什么我们忘记了很多梦想吗？”加利福尼亚州Menlo Park的SRI International的神经科学中心主任Thomas Kilduff博士说，该研究的高级作者发表在《科学》杂志上。 “我们的结果表明，快速眼动睡眠期间特定一组神经元的发射控制着大脑是否在彻夜难眠后记住新信息。”

REM是人体每晚熬夜的几个睡眠阶段之一。它首先在入睡后约90分钟发生，其特征是眼睛飞扬，心跳加快，四肢瘫痪，脑电波醒来和做梦。

一个多世纪以来，科学家们一直在探索睡眠在存储记忆中的作用。尽管许多研究表明睡眠有助于大脑存储新的记忆，但其他人，包括DNA双螺旋结构的共同发现者弗朗西斯·克里克（Francis Crick），却增加了睡眠（特别是快速眼动睡眠）可能是大脑主动消除记忆的时期的可能性。或忘记多余的信息。此外，最近对小鼠的研究表明，在睡眠期间（包括REM睡眠），大脑会选择性修剪某些学习类型的神经元之间形成的突触连接。但是，在进行这项研究之前，还没有人显示出这种情况会如何发生。

NINDS计划主任珍妮特·赫（Janet He）博士说：“了解睡眠在遗忘中的作用可能有助于研究人员更好地理解各种与记忆有关的疾病，例如创伤后应激障碍和阿尔茨海默氏病。” “这项研究提供了最直接的证据，即REM睡眠可能在大脑决定存储哪些记忆方面发挥作用。”

Kilduff博士的实验室以及他的合作者，日本名古屋大学的Yamanaka Akihiro Yamanaka博士，已经花费了数年的时间研究一种叫做降钙素/食欲激素的激素在控制睡眠和发作性睡病中的作用。发作性睡病是一种使人在白天感到过度困倦的疾病，有时会发生使人联想到REM睡眠的变化，例如四肢的肌肉张力下降和幻觉。他们的实验室和其他实验室已帮助证明，发作性睡病可能与下丘脑（大脑深处发现的一个花生大小的区域）的降钙素/促尿素生成神经元的丧失有关。

在这项研究中，Kilduff博士与山中博士的实验室以及日本札幌北海道大学DVM博士的Akira Terao实验室合作，研究了产生黑色素浓缩激素（MCH）的相邻细胞，该分子是已知的参与控制睡眠和食欲。与之前的研究一致，研究人员发现，当小鼠进行REM睡眠时，大部分（52.8％）的下丘脑MCH细胞被激发，而只有当小鼠清醒时才激发约35％的激发，两次都激发约12％的激发。

他们还发现了暗示这些细胞可能在学习和记忆中起作用的线索。电记录和追踪实验表明，许多下丘脑MCH细胞通过长的轴突向大脑的记忆中心海马发送抑制信息。

“根据之前在其他实验室进行的研究，我们已经知道MCH细胞在REM睡眠期间是活跃的。发现新的回路后，我们认为这些细胞可能有助于大脑存储记忆。”基尔达夫博士说。

为了验证这一想法，研究人员在记忆力测试中使用了多种遗传工具来打开和关闭小鼠中的MCH神经元。具体来说，他们研究了MCH细胞在记忆中所起的作用，即学习新事物之后，新知识被存储或整合到长期记忆之前的一段时间。科学家使用了多种记忆力测试，其中包括一项评估小鼠区分新物体和熟悉物体的能力的测试。

令他们惊讶的是，他们发现保留期间“打开” MCH细胞会使记忆恶化，而关闭记忆会改善记忆。例如，与熟悉的物体相比，激活细胞减少了小鼠在新物体周围嗅探的时间，但是关闭细胞却产生了相反的效果。

进一步的实验表明，MCH神经元在REM睡眠中专门发挥了这一作用。在REM睡眠期间关闭MCH神经元时，小鼠在记忆测试中表现更好。相反，在小鼠清醒或处于其他睡眠状态时关闭神经元对记忆没有影响。

基尔达夫博士说：“这些结果表明，妇幼保健神经元可以帮助大脑主动忘记可能不重要的新信息。” “由于梦被认为主要发生在快速眼动睡眠期间，即MCH细胞打开的睡眠阶段，这些细胞的激活可能会阻止梦的内容存储在海马体中，因此梦会很快被遗忘。”

将来，研究人员计划探索这种新电路是否在睡眠和记忆障碍中起作用。

这项工作得到了NIH（NS098813）的资助。日本科学技术厅CREST计划（JPMJCR1656）；和日本科学促进协会KAKENHI计划（SI的26293046、26640041、16H01271、17H05563、18H02523、18KK0223、18H05124、15K07140、18H02477、18J21663）。

本新闻稿描述了一项基础研究发现。基础研究增加了我们对人类行为和生物学的理解，这是推进预防，诊断和治疗疾病的新的更好方法的基础。科学是一个不可预测的渐进过程，每项研究进展都以过去的发现为基础，而且往往是出乎意料的。没有基本的基础研究知识，大多数临床进展是不可能的。

NINDS是美国脑和神经系统研究的主要资助者。 NINDS的任务是寻求有关大脑和神经系统的基础知识，并利用该知识来减轻神经系统疾病的负担。

关于美国国立卫生研究院（NIH）：美国国立卫生研究院（NIH）是美国的医学研究机构，包括27个研究所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的组成部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学研究的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问www.nih.gov 。

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