大脑从不休息。你是否一直相信你的大脑在你睡觉时会休息？

由于我们一生中大部分时间都在睡觉，因此了解为什么睡眠对大脑如此重要至关重要。

为了解释这一点，必须检查睡眠期间的大脑活动。目前许多研究探索了与睡眠/梦想的产生和认知过程有关的机制。

从 50 年代开始，快速眼动/非快速眼动睡眠的发现导致对神经生理学和睡眠与梦之间的解剖学相关性的研究增加。“休息状态”，如睡眠/做梦、走神、休息状态，都共享与非唤起任务相关的相同回路。DMN（默认模式网络）就是其中之一。我将建议一些新的研究，以帮助我们了解该主题的新发展。

Houldin (2019) [1] 写道：“睡眠的功能是大脑的一个长期谜团。相比之下，静息状态网络 (RSN) 的功能是其最新的谜团之一”。作者概述了三项涉及 RSNs 评估的研究，使用实验范式跨越清醒和睡眠，其中健康、非睡眠剥夺的参与者睡在 MRI 扫描仪中，因为他们的大脑活动是使用同步脑电图 (EEG)-fMRI 记录的。  

结果表明：

a) 睡眠由与觉醒大致相同的 RSN 结构支持

b) 睡眠的功能之一可能是通过体内平衡来平衡觉醒

c) 频带表示动态的模式反映了皮层神经生理学动态。

这意味着什么？

作者说：“通过观察这些网络之间的交流变化，我们可以利用这些已知的关联来推断大脑在睡眠期间可能在做什么”。更具体地说：第一项研究发现，在清醒状态下始终可识别的静息状态网络在睡眠期间也始终存在，尽管睡眠具有独特的功能，但没有出现新的网络。第二项研究表明，深度睡眠的功能可能是将大脑活动“重置”为更接近基线模式，以便大脑为第二天适应和创造新模式的需要做好更好的准备。第三项研究发现，除了网络本身的活动之外，代表了数十亿神经元的集体活动，

几年前，2011 年，Rosazza & Minati [2] 指出：  

“可以在执行主动任务（例如手指敲击或视觉刺激）期间以及在休息状态期间研究功能连接性，在这种情况下，参与者没有执行任何主动任务，只是被指示保持静止，用眼睛固定十字架时闭合或打开。事实上，众所周知，在静止状态下，大脑会进行自发活动，这种活动不是由特定的输入或特定输出的产生引起的，而是本质上起源的。正常生理状态下的大脑条件永远不会闲置，但始终保持神经电和代谢活跃”。与此同时：“现在已经观察到许多其他大脑网络处于静止状态，包括那些与视觉、听觉和记忆有关的网络。在每一种情况下，在任务期间一起发射的相同区域似乎在休息时一起嗡嗡作响，保持其功能组织的特征。每个网络中缓慢、同步的振荡——它们彼此独立——也非常强大，即使在睡眠和麻醉下也持续存在”[3]。

关于梦/睡眠中记忆的解剖学目的地，它说明了什么？

我们知道，临床和脑成像研究将情景记忆和自主意识与几个前额脑区域（例如内侧、背外侧）、视觉皮层和内侧颞叶（包括海马）的活动联系起来。当记忆任务的自我参照质量很高时，海马区域特别活跃。快速眼动睡眠期间大脑功能的变化，特别是海马结构的活动增加和前额叶区域的活动减少，与以下观点一致，即与这些大脑区域相关的情景记忆功能的改变有助于梦体验的独特质量[4]（尼尔森和斯坦斯特罗姆，2005）。  

在 Neuroscience News [5] 的在线页面中，他们将这个话题总结如下：“当我们睡觉时，海马体会通过产生类似于我们清醒时的活动来自发地重新激活自己。它将信息发送到皮层，皮层在这种交换之后通常是一段称为“三角波”的静默期，然后是称为“睡眠纺锤”的有节奏的活动。这是皮层回路重组形成稳定记忆的时候。然而，三角波在新记忆的形成仍然是一个谜：为什么一段沉默会打断海马体和皮层之间的信息交换顺序，以及皮层的功能重组？”。

我们知道新信息存储在不同类型的记忆中。神经科学家称之为——多重记忆系统。该系统的模型源于哺乳动物海马系统受损后出现学习障碍模式的证据。由于许多原因，他们提出了记忆的双重记忆理论：海马依赖性和非海马依赖性，或者简单地说，陈述性和非陈述性（程序性）记忆。此外，海马体和新皮质分别是与临时和长期记忆存储相关的神经结构。

“目前的记忆模型认为，这两种大脑结构完成了独特但互动的记忆功能。具体来说：大多数模型表明，记忆是在海马体清醒时迅速获得的，然后再整合到皮层中进行长期存储。睡眠已被证明对皮层中记忆的转移和巩固至关重要”Langille JJ (2019)[6] 建议道。在随后的巩固期间，假设该网络将有可能加强和整合新记忆与长期记忆存储中的预先存在的记忆。离线时期，例如睡眠，被认为是繁殖的理想时期，因为没有新的传入信息会干扰整合。  

Todorova & Zugaro (2019)[7] 进行了一项新研究，探索与深度睡眠有关的大脑结构。神经科学新闻对这篇论文的总结如下：“海马体的自发重新激活决定了哪些皮层神经元在 delta 波期间保持活跃，并揭示了两个大脑结构之间的信息传递。此外，在 delta 波期间激活的组件由神经元组成在白天参与学习空间记忆任务的人。这些元素一起表明这些过程涉及记忆巩固。为了证明这一点，科学家们在大鼠中制造了人工三角波来分离与海马体重新激活相关的神经元，或者随机神经元”。  

Todorova 和 Zugaro 认为：“这种皮质计算的隔离在记忆巩固中是否发挥关键作用？对这一假设的预测是，通过实验诱导 delta 波来隔离皮质组件应该会触发记忆巩固，但前提是孤立的活动与海马-皮层对话（伙伴尖峰）。我们已经证明，当内源性机制无法做到这一点时，触发 delta 波可以促进记忆巩固，前提是 delta 波在适当的时间窗口内被诱导”。在报告这项研究的结果时，作者指出：“我们专注于 delta 尖峰，发现它们不是由于皮质地幔不完全沉默而导致的神经元噪音。相反，它们构成了一种普遍现象，可能涉及所有神经元和所有 delta 波，它们对记忆巩固中涉及的真正处理作出反应。这也为 delta 波在记忆巩固中的已记录但令人费解的作用提供了一种机制：大部分皮层的同步沉默将网络与竞争输入隔离开来，而选定的神经元亚群在海马皮层信息的时期之间保持相关的尖峰模式活跃皮质可塑性和网络重组的转移和时代”。

各种记忆障碍的治疗靶点大相径庭。例如，对于恐惧症等基于恐惧的极端记忆，必须针对杏仁核；对于像强迫症这样的基于习惯的强烈记忆，必须针对纹状体；对于严重健忘，如阿尔茨海默病，必须针对海马体和邻近结构。

这些关于记忆巩固的研究的一个可能含义是，根据这种海马-皮层信息传递和网络重组，创伤性记忆将被存储、记住或遗忘。

Rosa Spagnolo

[1] Houldin, E. (2019)。清醒和睡眠中的静息状态网络动态。电子论文和论文库。6397. https://ir.lib.uwo.ca/etd/6397

[2] Rosazza C. & Minati L. (2011)。静息状态脑网络：文献综述和临床应用。神经元。科学。32：773-785。DOI 10.1007/s10072-011-0636-y

[3] Shen, H., H. (2015)。核心概念：静止状态连接。美国国家科学院院刊，17/112：46 | 14115–14116 https://www.pnas.org/content/112/46/14115

[4] Nielsen, T., A. & Stenstrom P. (2005)。做梦的记忆来源是什么？自然，卷。437|2005 年 10 月 27 日|doi:10.1038/nature04288

[5] CNRS (2019)。“一个新发现：我们的记忆是如何在我们睡觉时稳定下来的。” 科学日报。科学日报，2019年 10 月 18 日。www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191018125514.htm

[6] 兰吉尔，J.，J。（2019）。记住要忘记：睡眠振荡在记忆巩固和遗忘中的双重作用。正面。细胞。神经科学。13:71。doi: 10.3389/fncel.2019.00071

[7] Todorova R. & Zugaro, M. (2019)。增量波期间的孤立皮层计算支持记忆巩固。科学，2019；366 (6463): 377 DOI: 10.1126/science.aay0616