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睡觉的时候,你在想些什么?

在深度睡眠中,大脑会回放前一天的重要事件,自发地重新激活与奖励有关的记忆。

人的一生中有三分之一的时间在睡觉,在这段漫长的时间里,大脑做了什么呢?近日,瑞士日内瓦大学(UNIGE)的科学家们在《自然通讯》杂志上发表论文称,通过一种能解码睡眠中大脑活动的人工智能方法,他们成功窥见了我们睡眠时的“想法”,并首次为研究人类睡眠中的大脑活动打开了一扇窗户。

通过结合功能性磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG),研究人员证实,深度睡眠期间,大脑会对白天处理的数千条信息进行整理,评估所有的记忆并保留其中最有用的。为此,大脑的不同区域会建立内部对话。此外,将奖励与特定信息联系起来也会鼓励大脑形成长期记忆。

“我们知道睡眠在记忆巩固和情绪管理方面起着重要作用。为了找出哪些大脑区域在睡眠时被激活,并破译这些区域是如何巩固记忆的,我们开发了一种解码器。”UNIGE医学院基础神经科学系的研究员Virginie Sterpenich解释。在深度睡眠中,储存近期事件临时痕迹的颞叶结构――海马体,会将白天储存的信息发送回大脑皮层。双方建立对话后,会通过重播当天发生的事件来巩固记忆,从而加强神经元之间的联系。

在本次试验中,科学家们安排志愿者玩两款电子游戏:一款人脸识别游戏,一款3D迷宫游戏。这两款游戏激活的大脑区域不同,可通过MRI记录。研究人员在志愿者不知情的情况下操纵了游戏结果,使一半志愿者在第一款游戏中获胜,另一半在第二款游戏中获胜,这样大脑就会将游戏的胜利与积极情绪关联。随后,志愿者在MRI中睡眠1~2小时,MRI会再次记录他们的大脑活动。

研究人员对比后发现,在深度睡眠阶段,大脑的活动模式与游戏阶段非常相似。“很明显,通过重新激活清醒时使用的区域,大脑重新体验了游戏的胜利,而放弃了再次体验游戏失败。一旦入睡,大脑活动就会发生变化,开始再次‘思考’这两场游戏,当进入深度睡眠时,大脑就只会想到胜利的那场游戏。”

两天后,志愿者又参与了一项记忆测试:识别游戏中的所有面孔或找到3D迷宫的起点。同样,在睡眠中与游戏相关的大脑区域被激活得越多,记忆表现就越好。因此,研究人员认为,当记忆在睡眠中被自发地重新激活时,与奖赏相关记忆的激发程度会更高。

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编译:花花审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然通讯》

期刊编号:2041-1723

原文链接:https://medicalxpress.com/news/2021-07-brain.html

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