視丘的紡錘波促使記憶形成。

睡眠乃是動物的基本行為,其中對於學習記憶有一定程度的影響。然而睡眠本身擁有極度複雜的大腦活動,因此韓國的基礎科學研究所人員與德國的蒂賓根大學(University of Tuebingen)藉由老鼠的恐懼記憶實驗、腦電波、局部場電位以及光遺傳學來證明怎樣的大腦活動容易使記憶更容易形成。

研究人員對於小鼠給予聲音與電擊的制約實驗,經過24小時休息其中包含睡眠,再對小鼠測試對於聲音的反應,如果聽到聲音時小鼠產生驚嚇不動的行為,即表示小鼠對於聲音形成恐懼的記憶。其中研究人員量測小鼠睡眠時的腦電波顯示為非快速動眼期的睡眠且出現紡錘型的訊號同時,藉由光遺傳學技術給予刺激,此稱為相位內刺激,若在紡錘型訊號出現前或者後才給於刺激,則稱之為相位外刺激。研究人員則發現若給予相位內刺激,記憶比相位外刺激更容易形成。而在相位內操控下可以發現在額葉與頂葉皮質(Frontal and Parietal cortex) 以及海馬迴的CA1的局部場電位的振幅比相位外刺激以及沒有刺激的條件下的振幅更大,且在額葉的腦電波訊號更容易產生紡錘型訊號。另外,研究人員也發現若是給予相位外次機會使大腦的慢波共振更為強烈。 最終研究人員給予相位內與相位外的抑制來抑制視丘網狀核(thalamic Reticular nucleus)神經的活動,發現,小鼠因此的恐懼記憶就不容易形成。

所以在此研究之下,只要在紡錘型訊號出現的相位內給予刺激或者抑制都會顯著性的影響記憶的形成,確認在睡眠時期的大腦活動以及操控其活動都會影響到記憶的組織與巨觀的行為結果。

Charles-Francois V. et al. (2017). “Thalamic Spindles Promote Memory Formation during Sleep through Triple Phase-Locking of Cortical, Thalamic, and Hippocampal Rhythms” Neuron publication

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