在當今社會，熬夜已成為許多年輕人的“新常態”，你是否也會在某夜淩晨，百無聊賴地把玩著手機，懊悔剛才不應該喝奶茶或吃宵夜，並感慨著又是失眠的一天？亦或是為了第二天的考試、要彙報的PPT等熬夜突擊。
我們都知道熬夜的危害很大的，除了讓人第二天精神憔悴，還損害皮膚、肝臟，甚至新增罹患心臟病和癌症的風險。
2021年8月5日，美國密歇根大學的研究人員在《美國科學院院刊》（PNAS）發表了題為：Sleep loss drives acetylcholine- and somatostatin interneuron–mediated gating of hippocampal activity to inhibit memory consolidation的研究論文。
該研究發現，當熬夜導致睡眠不足時，大腦中導航和處理及存儲新記憶的海馬體中的抑制神經元活動會新增。這些抑制性神經元會限制了它們周圍神經元的活動，使得海馬體中的正常神經元活動無法聚集，從而破壞記憶鞏固。
先前的研究表明，在學習幾小時後，存在一個敏感時間視窗，在此期間必須要睡覺才能完全鞏固之前學習產生的記憶，此時海馬中的神經元活動必須保持不受干擾，並且神經元內的RNA轉錄和蛋白質翻譯必須正常進行。
首先，研究團隊研究了睡眠和清醒、海馬神經元活動和活動驅動的核糖體S6蛋白磷酸化之間的相互作用，S6蛋白是負責蛋白質翻譯的核糖體的一個組成部分。這種磷酸化能够影響哪些mRNA會隨著神經元變得更加活躍而被翻譯成蛋白質。這種調控作用對於適應神經元不斷變化的代謝需求很重要。
研究團隊給予小鼠一個恐懼刺激，當小鼠在受到刺激後被允許自由睡覺時，發現海馬體齒狀回部分的核糖體S6蛋白的磷酸化新增，這是記憶開始形成的第一個區域。
但是當這些小鼠被剝奪睡眠時，它們整個海馬體的磷酸化水准下降。這擾亂了小鼠的記憶，這些記憶本來是為了應對之前恐懼刺激而形成的。
接下來，研究團隊試圖研究這種活動驅動的核糖體S6蛋白磷酸化的减少是否會在睡眠不足後對所有神經元產生類似的影響。研究團隊使用生物資訊學比較了與磷酸化的含S6蛋白的核糖體相關的mRNA豐度，還還檢查了之前睡眠或不睡眠條件下的mRNA表達譜。
研究團隊觀察到，在睡眠剝奪後，一種類型的RNA轉錄物的豐度顯著增加，這些轉錄物已知專門存在於表達神經肽生長抑素和抑制性神經遞質GABA的中間神經元中。這表明含有生長抑素的中間神經元之間的更大活動會抑制周圍神經元，從而抑制海馬體中的整體核糖體S6磷酸化，充當減緩其放電的門控。
然後，研究團隊在小鼠上進行了進一步研究，他們發現在自由睡眠的小鼠身上模仿這種抑制性門控機制時，能够破壞海馬體活動和記憶鞏固。相反的，在學習後抑制表達生長抑素的中間神經元的活動，會新增齒狀回神經元活動，並有利於記憶鞏固。
這項研究為進一步研究操縱興奮性和抑制性神經元活動之間的相對平衡如何影響記憶和睡眠打開了新的大門。
這項研究也提醒了我們，學習一段時間後適當休息或睡眠能够更好地鞏固記憶，那些在考試前熬夜突擊的做法，顯然不是一個好主意，實際上睡個好覺可能更有幫助。
論文連結：
https://www.pnas.org/content/118/32/e2019318118
原文刊載於【生物世界】公眾號
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