學生們經常犧牲睡眠來學習考試，但睡眠不足會對記憶產生負面影響。現在，格羅寧根大學的神經科學家Robbert Havekes發現，睡眠不足會阻礙信息的回憶，而不是保留。Havekes和他的團隊使用光遺傳學和藥物roflumilast使在睡眠不足的情況下獲得的”隱藏知識”在幾天后再次獲得。他們的研究結果最近發表在《當代生物學》雜誌上。

荷蘭格羅寧根大學記憶和睡眠神經科學副教授Havekes和他的團隊已經廣泛研究了睡眠剝奪如何影響記憶過程。Havekes說：”我們以前專注於尋找在睡眠剝奪期間支持記憶過程的方法”。

然而，在他的最新研究中，他的團隊研究了睡眠剝奪導致的失憶是信息損失的直接結果，還是僅僅由信息檢索困難造成的。

“睡眠不足會破壞記憶過程，但每個學生都知道，在考試期間躲避的答案可能在幾小時後突然出現。在這種情況下，信息實際上是儲存在大腦中的，只是難以檢索。”

海馬體中與學習有關的神經元

高倍放大圖顯示了小鼠海馬的一部分，其中編碼特定學習事件的稀疏神經元群被標為紅色。沒有被學習事件激活的神經元顯示為藍色。資料來源：Havekes實驗室/格羅寧根大學

為了解決這個問題，Havekes和他的團隊使用了一種光遺傳學方法：利用遺傳技術，他們使一種光敏蛋白（channelrhodopsin）在學習經歷中被激活的神經元中選擇性地產生。這使得通過對這些細胞進行光照來回憶特定的經驗成為可能。在我們的睡眠剝奪研究中，我們將這種方法應用於海馬體的神經元，海馬體是大腦中儲存空間信息和事實知識的區域”，Havekes說。

羅伯特-哈夫克斯（Robbert Havekes）是荷蘭格羅寧根大學記憶和睡眠神經科學的副教授。他與他的團隊一起，利用光遺傳學方法和人類批准的哮喘藥物羅氟司特，找到了一種使因睡眠剝奪而似乎丟失的知識再次被獲取的方法。資料來源：格羅寧根大學

首先，這些基因工程小鼠被賦予了一項空間學習任務，它們必須學習單個物體的位置，這一過程嚴重依賴海馬體的神經元。然後，這些小鼠不得不在幾天后執行同樣的任務，但這次是將一個物體移到一個新的位置。在第一次任務前被剝奪了幾個小時睡眠的小鼠未能檢測到這種空間變化，這表明它們不能回憶起原來的物體位置。

“然而，當我們在用光重新激活最初存儲這一信息的海馬神經元後，將它們重新引入這一任務，它們確實成功地記住了原來的位置，”Havekes說。”這表明，在睡眠剝奪期間，這些信息被儲存在海馬體中，但在沒有刺激的情況下不能被檢索出來。

記憶問題

在重新激活過程中啟動的分子通路也是藥物羅氟司特（roflumilast）的目標，哮喘或慢性阻塞性肺病患者使用這種藥物。哈夫克斯說：”當我們在第二次測試前給那些在睡眠不足的情況下接受訓練的小鼠服用roflumilast時，它們就記住了，與直接刺激神經元的情況完全一樣。”

由於roflumilast已經在臨床上被批准用於人類，並且已知可以進入大腦，這些發現為測試是否可以應用它來恢復人類”丟失”的記憶開闢了途徑。

發現大腦中存在的信息比我們之前預期的要多，而且這些”隱藏”的記憶可以再次被獲取–至少在小鼠身上–這開啟了各種令人興奮的可能性。

Havekes說：”也許有可能用roflumilast刺激有年齡引起的記憶問題或早期阿爾茨海默病患者的記憶可及性。也許我們可以重新激活特定的記憶，使它們可以永久地再次檢索，就像我們在小鼠身上成功做到的那樣。如果受試者在試圖’重溫’一段記憶時用藥物刺激其神經元，或為考試修改信息，這些信息可能會在大腦中更牢固地重新鞏固。目前，這當然都是猜測，但時間會證明一切。”

目前，Havekes沒有直接參與人類的此類研究。他解釋說：”我的興趣在於解開支撐所有這些過程的分子機制。是什麼讓記憶變得可及或不可及？羅氟司特如何恢復對這些’隱藏’記憶的訪問？正如科學總是這樣，通過解決一個問題，你會得到許多新的問題。”