美國時間3月28日，紐約大學醫學院(NYU Grossman School of Medicine)研究發現了大腦如何將記憶轉換成長期記憶的機制，大腦會在白天發生事件時產生5~20個海馬迴尖波-漣漪(Sharp-wave ripples, SWRs)，接著在晚上睡眠時重複產生更多次的尖波-漣漪來讓記憶鞏固，而在事件發生時，尖波-漣漪產生很少或是沒有波動時，就不會形成長期記憶。該研究發表於《Science》。
 
海馬迴中有約15%的大量神經元會以具有節奏的週期同時放電，在幾毫秒內產生可以編程出複雜訊息的訊號到大腦其他部分，這些海馬迴神經元的放電訊號在腦波移上呈現波紋被稱為「海馬迴尖波-漣漪」，在過去研究中被認為是睡眠期間形成長期記憶的關鍵。
 
此外，在過去研究中也已經發現，人類等哺乳類動在短暫體驗或注意到某件事後，大腦會暫停並切換到待機狀態(Idle)，然後再體驗多一點後再次暫停，一天會有多次短暫的停頓，而最長的停頓時間則是睡眠時期。
 
研究人員也在先前研究中確定，當人們感官積極探索或移動時，大腦不會出現尖波-漣漪，只有在暫停探索的停頓期間才會出現，且會再睡眠期間被重新活化。
 
研究人員表示，尖波-漣漪是由海馬迴內的位置細胞(place cell)按特定順序放電所組成，因此在實驗設計上，將依照該順序與人們進入房間、小鼠進入迷宮的入口進行編碼，並使用雙面矽探針技術，可以在小鼠跑迷宮的過程中，同時紀錄小鼠海馬迴中多達500個神經元。
 
研究人員發現，小鼠連續走迷宮時，海馬迴細胞會透過不斷放電進行追蹤，就算走的路徑相似，放電紀錄的歷程也相似，海馬迴細胞仍會隨著時間而不斷變化，並在清醒的停頓時期產生尖波-漣漪，睡眠時期重播數千次尖波-漣漪。
 
此外，還發現當小鼠跑完迷宮停下來享受甜食時，大腦也會產生尖波-漣漪，研究人員指出，獎勵會使大腦從探索模式轉變成待機模式，也有助於產生尖波-漣漪。
 
參與研究的紐約大學神經科學與生理學教授György Buzsáki表示，這項研究發現，尖波-漣漪是大腦用來決定要保留或丟棄記憶的生理機制。
 
但研究人員對於為什麼會進化出這樣的記憶系統仍然是一個謎，不過，未來有望可以透過調整尖波-漣漪來改善記憶能力，或是發展出治療創傷造成失憶的設備或療法。
 
參考資料：https://www.sciencedaily.com/releases/2024/03/240328162613.htm
論文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk8261

(編譯/李林璦)