深度睡眠期間的大腦慢波震盪被認為是記憶形成的核心，但其運作機制長期不明。近日，德國柏林夏里特大學醫學院的研究揭示，慢波震盪使新皮質（負責長期記憶儲存）在特定時刻變得特別敏感，這有助於記憶的鞏固。該研究成果發表於《自然通訊》。
記憶形成的過程
研究指出，大腦在睡眠中會回放白天的事件，並將資訊從短期記憶的儲存區——海馬體，傳遞到長期記憶儲存區——新皮質。慢波震盪是此過程的關鍵，這是一種穩定的電壓波動，約每秒一次，發生於深度睡眠階段。
研究人員如何發現機制
研究團隊利用罕見的人類完整新皮質組織，進行慢波震盪模擬實驗。該組織來自 45 位接受腦腫瘤或癲癇手術的患者。實驗中，他們使用 10 支玻璃微電極，同時觀察多個神經元的活動，精確記錄電壓波動如何影響神經元間的連結。
結果顯示，神經元的突觸效能在慢波電壓由低升高的瞬間達到峰值。此時，新皮質處於「高準備狀態」，若大腦於此刻回放記憶，將特別有效地將短期記憶轉移為長期記憶。
對未來的啟示
該研究的發現或能提升現有的記憶改善療法。例如，使用經顱電刺激或聲音信號來調控睡眠慢波震盪。然而，目前相關技術仍處於試錯階段。研究者強調，這次發現可提供精確的「最佳時機」參數，加速開發針對記憶強化的療法。
此成果不僅深化了對睡眠和記憶的理解，還為神經退行性疾病治療提供了新方向。
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首圖來源：Charité | Sabine Grosser (CC BY 4.0)
圖片來源：Charité | Franz Xaver Mittermaier (CC BY 4.0)
參考論文：
Membrane potential states gate synaptic consolidation in human neocortical tissueNature Communications
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