恐懼記憶固化的機制─睡眠中的腦波振盪

                 為明日期末一戰，準備上好宵夜，沐浴焚香，徹夜苦讀。在天亮之際，嘴角帶有一抹微笑，狀士般抬頭挺胸趕赴戰場。然而，大戰在即，大驚失色，因為眼前的考題，是如此的熟悉，又陌生的令人不知所措。筆者以自身經驗，驗證睡眠對記憶固化的重要性。

       

        近十年的研究普遍認同邊緣系統(Limbic system)中的海馬迴(Hippocampus)負責固化長期記憶，而動物處於睡眠周期時，邊緣系統中各區域的互動，對記憶的固化有關鍵性的影響。為深入瞭解記憶與區域的關聯性，神經科學家以植入式的電極，在小鼠身上測量緣系統中各區域的局部場電位(Local field potentials, LTP)，發現在場電位訊號中的Theta波(Theta rhythms, 6-10Hz)與恐懼記憶固化或消除相關，然而具體的機制尚不明朗。

        美國田納西大學(The University of Tennessee)的教授Michael S. Totty等人，研究小鼠的恐懼記憶與邊緣系統內各區域活動的關係。他們發現在睡眠週期中的快速動眼期內(Rapid Eye Movement，REM)，杏仁核側邊(Lateral amygdala, LA)與海馬迴腹側(Ventral hippocampus, VH)的Theta波同步程度相當高，這點違背一般的認知─在REM期間，全腦的各區域訊號是處於低同步程度的狀態。另一方面，他們發現，可以透過觀察在REM期間LA與VH的互動，來預測恐懼記憶的固化或抹除。

               

        研究結果顯示，當恐懼記憶漸漸抹除時，LA與VH的Theta波的相位相反─LA的Theta波為波峰時，VH的Theta波恰為波谷；反之，當恐懼記憶漸漸增強時，LA與VH的Theta波的相位相同。基於這個事實，他們假設當LA與VH的相位相反，代表這兩區域有明顯的長期抑制作用(Long-term depression, LTD)，進而導致記憶抹除；反之，當LA與VH的相位相同，代表這兩區域有明顯的長期增強作用(Long-term potentiation, LTP)，進而導致記憶固化。他們的成果對於深入研究記憶機制，提供一個新的切口。

原始論文:Michael S. Totty ., et al.(2017) “Sleep-Dependent Oscillatory Synchronization: A Role in Fear Memory Consolidation” Frontiers in neural circuits 

http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fncir.2017.00049/full 

撰稿人：蔡昇益