睡眠对于将情感与记忆联系起来至关重要
当您入睡时，很容易想象您的大脑会关闭，但是密歇根大学的研究表明，在先前学习过程中激活的神经元群会持续嗡嗡作响，将记忆刺入您的大脑。
UM研究人员一直在研究与特定感觉事件有关的记忆是如何形成并存储在小鼠中的。在冠状病毒大流行之前进行的一项研究中，最近发表在《自然通讯》上，研究人员检查了与特定视觉刺激有关的恐惧记忆是如何形成的。
他们发现，不仅视觉刺激激活的神经元在随后的睡眠中保持更多的活动，睡眠对于他们将恐惧记忆与感觉事件联系起来的能力至关重要。
先前的研究表明，在强化学习过程中高度活跃的大脑区域在随后的睡眠过程中往往表现出更多的活动。但是尚不清楚的是，是否需要在睡眠期间进行这种记忆的“重新激活”，以便完全存储新学习材料的记忆。
“我们想了解的一部分是介导恐惧记忆的大脑部分与介导恐惧相关的感觉记忆的特定神经元之间是否存在交流。他们如何一起交谈，以及他们必须做什么我们真的很想知道是什么促进了建立新的关联的过程，例如特定的神经元集合或特定的睡眠阶段。”研究的高级作者兼大学教授Sara Aton说分子，细胞与发育生物学系。“但是最长的时间，实际上没有办法通过实验来测试。”
现在，研究人员拥有可以对在特定时间段内的经验激活的细胞进行基因标记的工具。阿顿（Aton）和该研究的主要作者研究生布列塔尼·克劳森（Brittany Clawson）着眼于主要视觉皮层中的一组特定神经元，进行了视觉记忆测试。他们向一组小鼠显示了中性图像，并在图像激活的视觉皮层神经元中表达了基因。
为了验证这些神经元是否注册了中性图像，Aton和她的团队测试了是否可以通过选择性激活神经元而不显示图像来刺激图像刺激的记忆。当他们激活神经元并将其与轻度的脚底震动配对时，他们发现他们的受试者随后会害怕看起来类似于那些细胞编码图像的视觉刺激。他们发现相反的情况也是正确的：将视觉刺激与足部震动配对后，他们的受试者随后会担心会重新激活神经元。
阿顿说：“基本上，视觉刺激的戒律和神经元完全人工激活的戒律产生了相同的反应。”
研究人员发现，当他们向受试者显示图像并给他们轻度的脚震后破坏了睡眠时，就不会担心视觉刺激。那些睡眠不足的人学会了害怕与脚部震动相结合的特定视觉刺激。
阿顿说：“我们发现这些老鼠实际上变得害怕我们向它们展示的每一个视觉刺激。” “从他们进入呈现视觉刺激的房间开始，他们似乎知道有理由感到恐惧，但他们不知道自己特别害怕什么。”
这可能表明，为了使他们与视觉刺激产生准确的恐惧关联，他们必须在感觉皮层中对编码该刺激的神经元进行与睡眠相关的重新激活。研究人员认为，与此同时，感觉皮层区域必须与其他大脑结构进行交流，以将记忆的感觉方面与情感方面结合起来。
阿顿说，他们的发现可能对如何理解焦虑和创伤后应激障碍有影响。
“对我来说，这是一条线索，如果您将恐惧与睡眠期间的某些非常特定的事件联系在一起，睡眠中断可能会影响这一过程。在没有睡眠的情况下，大脑似乎可以处理您的事实。恐惧，但您可能无法将其与您应该恐惧的事情联系起来。” “这种规范过程可能与PTSD或普遍性焦虑不符。”
Story Source:
Materials provided by University of Michigan. Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Brittany C. Clawson, Emily J. Pickup, Amy Ensing, Laura Geneseo, James Shaver, John Gonzalez-Amoretti, Meiling Zhao, A. Kane York, Femke Roig Kuhn, Kevin Swift, Jessy D. Martinez, Lijing Wang, Sha Jiang, Sara J. Aton. Causal role for sleep-dependent reactivation of learning-activated sensory ensembles for fear memory consolidation. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-21471-2