來源：神經(jīng)周刊

餓的時(shí)候做夢都想著吃東西，其實(shí)大腦是在鞏固與食物有關(guān)的記憶。睡眠最常見的功能就是鞏固記憶。  從進(jìn)化的觀念點(diǎn)上 ，這種增強(qiáng)的記憶在覺醒期促進(jìn)覓食行為，這對于生存至關(guān)重要  。在正常情況下，果蠅的睡眠-覺醒周期是穩(wěn)定的，但是在長期饑餓的狀態(tài)下，寧愿不睡覺也要去尋找食物。事實(shí)上，人也是如此。 在饑餓的時(shí)候，睡眠中大腦什么都不想干，連本職工作  （鞏固記憶）  都做不好，就想著吃的；相反，在正常狀態(tài)下睡眠繼續(xù)堅(jiān)守崗位，鞏固記憶。在這個(gè)過程中，大腦究竟發(fā)生了什么？ 2020年12月3日，賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院 Amita Sehgal 研究團(tuán)隊(duì)在 Nature 雜志發(fā)表論文，利用果蠅揭示了調(diào)控大腦的記憶鞏固是如何在饑餓和飽食狀態(tài)下轉(zhuǎn)換的神經(jīng)環(huán)路。 吃飽和空腹?fàn)顟B(tài)下果蠅的記憶能力差別 研究人員將果蠅放在管壁中給與氣味A的同時(shí)給與糖溶液獎(jiǎng)勵(lì)，給與氣味B的同時(shí)給與水溶液，訓(xùn)練一段時(shí)間后，將氣味A和氣味B進(jìn)行調(diào)換，在訓(xùn)練期間進(jìn)行正常的睡眠。在果蠅飽腹的狀態(tài)下，經(jīng)過訓(xùn)練的果蠅呆在糖溶液的試管中睡眠的時(shí)間明顯多于未經(jīng)訓(xùn)練的果蠅。而在饑餓的果蠅中并不存在這種差異，即便睡得再多，并不會(huì)鞏固記憶功能。這就表明  饑餓會(huì)影響睡眠的記憶鞏固功能  。 然而在進(jìn)行6小時(shí)的睡眠剝奪后，即便是吃得飽飽的果蠅長期記憶功能也會(huì)出現(xiàn)障礙，而這種睡眠剝奪并不影響?zhàn)囸I果蠅的記憶功能。這更進(jìn)一步表明吃飽后睡眠促進(jìn)記憶的鞏固。 果蠅蕈形體在氣味相關(guān)的記憶中發(fā)揮關(guān)鍵作用, 成年果蠅蕈形體由2500個(gè)固定的Kenyon cell組成.這些Kenyon cell進(jìn)一步被細(xì)分為α/β, α′/β′ 和 γ型神經(jīng)元,其中α′/β′型神經(jīng)元與食物相關(guān)的記憶相關(guān).然而在發(fā)育過程中α′/β′型神經(jīng)元在空間上分為α′/β′m（內(nèi)側(cè)）和α′/β′ap（前-后側(cè)）神經(jīng)元。 阻斷饑餓果蠅α′/β′m神經(jīng)元活性明顯降低長期記憶能力,但對飽食果蠅并無影響; 阻斷飽食果蠅α′/β′ap神經(jīng)元活性后長期記憶能力出現(xiàn)障礙,但對饑餓果蠅并無影響。 此外,進(jìn)一步通過鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)饑餓果蠅在接受氣味識別記憶訓(xùn)練后α′/β′ap神經(jīng)元活性降低, α′/β′m神經(jīng)元活性增加,而在飽食果蠅中訓(xùn)練后α′/β′m神經(jīng)元活性降低.這些結(jié)果表明食物影響果蠅對鞏固食欲記憶的神經(jīng)回路的選擇。 上述神經(jīng)環(huán)路是否影響睡眠？熱激活  （將溫度從25度提高到32度）  α′/β′ap神經(jīng)元后促進(jìn)果蠅睡眠質(zhì)量，但在熱激活α′/β′m神經(jīng)元后果蠅的睡眠減少。表明這兩類神經(jīng)元可能在睡眠中發(fā)揮相反的作用。 但是正常狀態(tài)下阻斷α′/β′m神經(jīng)元或α′/β′ap神經(jīng)元活性對果蠅的睡眠幾乎沒有影響。存在一種可能：這兩種神經(jīng)元對睡眠的調(diào)控可能與食物有關(guān)。 研究人員發(fā)現(xiàn)阻斷α′/β′ap神經(jīng)元，經(jīng)過氣味相關(guān)的食物線索訓(xùn)練后果蠅的睡眠增加。在睡眠剝奪后該類型神經(jīng)元活性降低，這就解釋了睡眠剝奪后即便吃飽了記憶鞏固能力也受損。 總的來說，本文揭示了在饑餓狀態(tài)和飽腹?fàn)顟B(tài)下睡眠依賴和睡眠非依賴的記憶鞏固的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。 這也提醒了我們，吃飽了不睡覺記憶得不到鞏固，餓著肚子睡覺也不能促進(jìn)記憶的鞏固，只有吃飽了睡覺才能更好的學(xué)習(xí)。 論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41586-020-2997-y

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關(guān)鍵詞:

空腹,記憶力,Nature,神經(jīng)元,果蠅,記憶,睡眠,神經(jīng)環(huán)路

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網(wǎng)址: Nature：空腹睡覺，記憶力差？研究揭示食物決定睡眠鞏固記憶的機(jī)制 http://www.u1s5d6.cn/newsview597138.html