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Science:美学者揭示缺乏睡眠会影响记忆能力

摘要 : 2017年2月7日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国约翰斯·霍普金斯大学医学院Richard L. Huganir研究组的一篇研究论文,研究报道动物实验证明,睡眠的主要功能之一是重新调整大脑中负责学习和记忆的神经元,因此缺乏睡眠会影响大脑的记忆能力。

2017年2月7日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国约翰斯·霍普金斯大学医学院Richard L. Huganir研究组的一篇研究论文,研究报道动物实验证明,睡眠的主要功能之一是重新调整大脑中负责学习和记忆的神经元,因此缺乏睡眠会影响大脑的记忆能力。

目前,科学家认为信息储存在神经元的突触上,这些突触能让神经元之间互相联系。一个神经元会通过突触发送信号分子,这些信号分子被另一个神经元突触上的受体蛋白质“捕获”,从而完成信息传递。但是一个神经元接收信号分子的总容量是有限的,如果受体蛋白质已经接受了足够多的信号分子,就会失去正常处理信息的功能。

美国的研究人员利用小鼠进行实验,分析了其大脑中与学习和记忆有关的海马体等区域中的神经元。结果发现,小鼠在睡眠状态下,这些神经元中的受体蛋白质水平与清醒状态下的水平相比下降了20%。

研究人员说,这是首次在活体动物上发现相关蛋白质自我平衡式下调的证据。研究人员认为,这种下调可让小鼠大脑中的神经元在睡眠中得到休息和重整,等醒来的时候,一些之前已经“过载”的神经元就会恢复正常处理信息的能力。

研究人员认为,这些发现证明了小鼠大脑中神经元在清醒状态下只能储存一定数量的信息,然后就必须要重新调整,如果缺少了睡眠和相应的调整过程,那么已形成的记忆也有可能丢失。这种机制也很可能存在于人类大脑中,因此熬夜工作常常得不偿失,反而会导致大脑中的相关记忆减弱。

原文链接:

Homer1a drives homeostatic scaling-down of excitatory synapses during sleep

原文摘要:

Sleep is an essential process that supports learning and memory by acting on synapses through poorly understood molecular mechanisms. Using biochemistry, proteomics, and imaging in mice, we find that during sleep, synapses undergo widespread alterations in composition and signaling, including weakening of synapses through removal and dephosphorylation of synaptic AMPA-type glutamate receptors. These changes are driven by the immediate early gene Homer1a and signaling from group I metabotropic glutamate receptors mGluR1/5. Homer1a serves as a molecular integrator of arousal and sleep need via the wake- and sleep-promoting neuromodulators, noradrenaline and adenosine, respectively. Our data suggest that homeostatic scaling-down, a global form of synaptic plasticity, is active during sleep to remodel synapses and participates in the consolidation of contextual memory.

来源: Science 浏览次数:1

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