科学家尝试在睡眠中通过深脑刺激增强记忆力

科学家尝试在睡眠中通过深脑刺激增强记忆力这项研究于6月1日发表在《自然-神经科学》杂志上，研究报告的共同作者伊扎克-弗里德（ItzhakFried）博士说，这项研究可以为睡眠期间的深层大脑刺激有朝一日能够帮助像阿尔茨海默氏症这样的记忆障碍患者提供新的线索。这是通过一个新颖的"闭环"系统实现的，该系统在一个大脑区域提供电脉冲，与另一个区域记录的大脑活动精确同步。根据关于大脑如何在闭目养神期间将新信息转化为长期记忆的主流理论，海马体--大脑的记忆中心--和大脑皮层之间存在着一夜的对话，而大脑皮层与推理和计划等高级大脑功能有关。这发生在深度睡眠阶段，此时脑电波发生得特别缓慢，整个大脑区域的神经元在快速同步发射和沉默之间交替进行。"这提供了第一个重要的证据，细化到单个神经元的水平，证明记忆中枢和整个大脑皮层之间确实存在这种互动机制，"加州大学洛杉矶分校健康中心的癫痫手术主任、加州大学洛杉矶分校大卫-格芬医学院的神经外科、精神病学和生物行为科学教授弗莱德说。"在了解人类的记忆如何运作方面，它既有科学价值，又能利用这种知识真正提高记忆力。"研究人员迎来了一个独特的机会，通过加州大学洛杉矶分校健康中心的18名癫痫患者大脑中的电极测试这一记忆巩固理论。这些电极被植入患者的大脑中，以帮助确定他们在住院期间的发作源，通常持续10天左右。这项研究是在两个晚上和上午进行的。就在睡前，研究参与者看到了动物和25位名人的照片配对，包括像玛丽莲-梦露和杰克-尼科尔森这样容易识别的明星。他们立即接受测试，看他们能否回忆起哪位名人与哪种动物配对，并在一夜不受干扰的睡眠后，在早晨再次接受测试。在另一个晚上，他们在睡前看到了25个新的动物和名人的配对。这一次，他们在一夜之间接受了有针对性的电刺激，并在早上测试他们回忆配对的能力。为了提供这种电刺激，研究人员创建了一个实时闭环系统，弗里德将其比作一个音乐指挥家：该系统"聆听"大脑的电信号，当病人进入与记忆巩固相关的深度睡眠期时，它就会发出柔和的电脉冲，指示快速发射的神经元同步"演奏"。与未受干扰的睡眠相比，每个接受测试的人在接受电刺激的夜晚后的记忆测试中表现更好。关键的电生理标记也表明，信息在海马体和整个皮层之间流动，提供了支持记忆巩固的物理证据。弗里德说：我们加强了这条高速公路，信息通过它流向大脑中更永久的存储位置。"弗里德在2012年撰写了一份《新英格兰医学杂志》的研究报告，首次表明电刺激可以加强记忆，他的工作继续探索深层脑刺激如何能够改善记忆，现在已经进入了睡眠的关键阶段。他最近获得了美国国立卫生研究院700万美元的资助，研究人工智能是否可以帮助确定和加强大脑中的特定记忆。"在我们的新研究中，我们表明我们可以从总体上增强记忆，"弗里德说。"我们的下一个挑战是我们是否有能力调控特定的记忆。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363267.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363267.htm

咖啡中所含的化合物可改善与年龄有关的记忆力和学习能力衰退

咖啡中所含的化合物可改善与年龄有关的记忆力和学习能力衰退研究人员越来越多地转向具有神经保护特性的天然生物活性化合物，以延缓大脑衰老的进程。由日本筑波大学研究人员领导的一项新研究调查了咖啡豆中高浓度的生物碱化合物三尖杉碱（TG）如何影响小鼠的认知功能。咖啡因、TG和烟酸（烟酸或维生素B3）是咖啡中三种重要的生物活性化合物。在咖啡豆的烘焙过程中，TG会被分解成烟酸，而烟酸对神经系统、消化系统和皮肤都有好处。不过，研究发现TG本身也有治疗作用。葫芦巴种子和日本萝卜中也含有这种化合物。在目前的研究中，研究人员使用了表现出空间学习障碍和记忆力减退症状的年龄加速小鼠，以5毫克/千克/天的剂量连续30天口服TG。30天后，小鼠接受了一项行为测试，以测量空间学习和记忆能力。海马体是颞叶深处的一个复杂的大脑结构，海马体受损的常见后果是出现空间记忆问题，如迷路或忘记物品放置的位置。在人类中，海马体积会随着年龄的增长而减小，这可能会导致与年龄相关的认知能力下降。研究人员发现，与未服用TG的小鼠相比，服用了TG的小鼠在空间学习和记忆能力方面有明显改善。鉴于海马依赖性空间记忆衰退的减少，研究人员对TG在海马中的生物效应进行了研究。基因转录的动态变化对大脑建立长期记忆和记忆检索过程至关重要。因此，研究人员分析了小鼠海马的全基因组转录组学。他们发现，在以TG为食的小鼠中，与神经系统发育、细胞能量产生、炎症和自噬（人体重新利用旧细胞和受损细胞的过程）有关的信号通路受到了显著调节。突触特异性基因也被上调，包括那些控制突触可塑性的基因。突触可塑性是神经元改变其连接强度的能力，被认为是学习和记忆保持过程的基础。此外，研究人员还发现，TG通过负向调节导致促炎细胞因子产生的途径，抑制了神经炎症，同时显著提高了对正常大脑功能至关重要的神经递质：多巴胺、去甲肾上腺素（去甲肾上腺素）和血清素。研究人员说："总之，我们的研究为我们了解TG在改善与衰老相关的认知能力下降方面的治疗潜力提供了宝贵的见解，突出了TG针对神经炎症、突触功能和海马神经递质释放的能力。因此，TG可被视为一种潜在的辅助药物化合物，用于改善认知衰老和与神经炎症相关的中枢神经系统（CNS）功能障碍。"对于那些希望通过喝咖啡来提高TG含量的人来说，2014年的一项研究发现，一杯标准的意大利浓缩咖啡（0.8盎司/25毫升）平均含有42.4毫克的TG，其中阿拉比卡咖啡的TG含量高于罗布斯塔咖啡。如果您不想过于兴奋，无咖啡因咖啡也含有TG。这项研究发表在《GeroScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386181.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386181.htm