为什么压力大会睡不好，清华团队新发现登上 Science

IT之家 6 月 15 日消息，清华大学生命科学学院、清华-IDG / 麦戈文脑科学研究院钟毅教授课题组与北京智源人工智能研究院雷博团队联合发表的最新研究成果首次证实：睡眠中的记忆重激活可以主动调控睡眠状态，记忆也会反过来影响睡眠。相关研究成果以《记忆重激活介导经历依赖的适应性睡眠调节》“Memory Reactivation Underlies Experience-Dependent Adaptive Regulation of Sleep”为题，本月在线发表于《科学》（Science）。相关学者同期在 Science 上发表评述，特别提到：“这项研究证实了记忆与睡眠之间存在双向调控机制，记忆印迹细胞或成为与抑郁症相关的睡眠障碍的潜在治疗靶点。”日常生活中，压力大、受惊吓、白天经历不愉快之后，睡眠常常会变浅、变碎。针对该情况，研究团队从神经机制层面给出一个新解释：负向记忆在睡眠中被重新激活时，可能会推动睡眠从非快速眼动状态转向觉醒状态，让睡眠连续性下降。研究团队首先监测了小鼠在恐惧经历后的睡眠结构变化。结果显示，负向经历之后，小鼠的非快速眼动睡眠转入觉醒状态的转换概率及转换次数大幅增加，非快速眼动睡眠平均片段长度变短。当研究人员在睡眠期间通过声音线索诱导相关记忆重激活时，小鼠也会随之醒来。而当记忆形成或记忆重激活被特异性阻断后，这些睡眠变化则随之消失。这说明，睡眠被打断并不是偶然发生的，而是依赖于记忆过程。团队进一步结合双光子在体成像技术与脑电、肌电（EEG / EMG）记录，在单细胞分辨率下追踪小鼠基底外侧杏仁核中的记忆细胞活动。可以把这类细胞理解为记录某段经历的“记忆痕迹”。研究发现，在负向记忆形成后，这些细胞会在非快速眼动睡眠中自发重新活跃，而且它们的活动与觉醒事件高度相关。换句话说，白天留下的危险记忆，到了夜里仍可能被大脑重新“点亮”。这种点亮像一个警报信号，让睡眠中的大脑更容易醒来。研究团队发现，与负向记忆引发觉醒相反，正向记忆重激活展现出了全然不同的作用。实验表明，激活正向记忆印迹细胞，会促进、维持非快速眼动睡眠，减少觉醒次数，延长睡眠片段。即使在随机噪声刺激下，正向记忆重激活也能削弱噪声诱发的觉醒，表现出明显的睡眠保护效应。▲ 正向记忆重激活对睡眠的促进作用及其背后迥异的投射模式这种截然相反的调节作用背后是怎样的环路机制？研究团队对记忆印迹细胞与睡眠觉醒调控脑区的结构与功能连接进行了探索。结果表明，不同情绪效价的记忆印迹细胞连接着不同的睡眠-觉醒调控脑区：正向记忆印迹细胞更倾向于投射到促进非快速眼动睡眠的脑区；负向记忆印迹细胞则更强地连接到促进觉醒的脑区。也就是说，大脑并不是简单地“重播”记忆，而是根据记忆的情绪属性，调用不同的下游通路，从而灵活塑造睡眠结构。压力大、心情差、睡不好怎么办？慢性压力导致睡眠障碍的核心原因是什么？研究团队将这一发现拓展至慢性压力导致的病理性睡眠障碍机制解析中。结果表明，睡眠中负向记忆的重激活是慢性压力导致睡眠障碍的关键机制。这一发现为理解抑郁症等精神疾病伴随的睡眠障碍提供了全新视角，也为未来探索睡眠障碍干预策略提供了新方向。清华大学生命科学学院博士生于梦菡为论文第一作者，清华大学生命科学学院博士生王骏杰、翟紫含、黄若奕为共同第二作者。北京智源人工智能研究院雷博研究员与清华大学生命科学学院、清华-IDG / 麦戈文脑科学研究院钟毅教授为共同通讯作者。此外，范国藩、苏晓雅、牛艺钧、朱浩辰、陈嘉仪、姜一茗、张恬等也为该研究作出重要贡献。该研究得到国家自然科学基金、科技创新 2030“脑计划”重大项目以及清华-北大生命科学联合中心等支持。IT之家附论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aed8630