由 RIKEN 團隊負責人 Masanori Murayama、名古屋大學 Akihiro Yamanaka 教授和東京大學 Norio Matsuki 教授(當時)領導的聯合研究小組在小鼠身上證實,即使睡眠不足,刺激大腦新皮質也能改善記憶。這項研究發表在美國科學期刊《科學》網路版。
當您入睡時,您首先進入非快速動眼睡眠,即淺度睡眠,然後過渡到深度快速動眼睡眠,每晚重複四到五次。睡眠的功能之一是“記憶鞏固效應”,它將清醒時經歷的感覺鞏固為“知覺記憶”。通過“自上而下的電路”進行信息處理,該電路連接稱為第一體感皮層(S4 )(與動作記憶有關)和稱為第一體感皮質(S5)(負責皮膚感覺等)的低階區域很重要。然而,尚不清楚當自上而下的電路被實際操縱時,知覺記憶的鞏固會發生什麼。
2015年,團隊負責人Murayama和他的同事發現,從M2到S1的「自上而下的輸入」與小鼠正常的皮膚感覺感知有關,他們假設自上而下的輸入也與感覺記憶的鞏固有關。他們首先訓練小鼠進行感知學習,當它們在非快速動眼睡眠期間抑制自上而下的輸入時,他們發現記憶鞏固受到阻礙。接下來,當小鼠在感知學習後的非快速動眼睡眠期間同時激活 M2 和 S1 並用光刺激它們時,它們能夠比正常睡眠的小鼠更長時間地保留學到的記憶。眾所周知,如果長時間不睡覺,記憶就無法得到適當的鞏固,但這項研究的結果表明,即使睡眠不足,透過在適當的時間刺激大腦新皮質,也可以改善記憶力。
這次受到刺激的大腦新皮質位於大腦表面,因此使用經顱磁刺激可以將類似的刺激應用在人類身上。透過改善這項研究的結果以供臨床使用,我們可以預期這些結果將有助於開發睡眠障礙的治療方法,甚至維持老年人的感覺記憶。