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空间记忆不仅帮助我们“记住位置”，更重要的是让我们能够根据环境变化不断更新认知。然而，一个核心问题始终存在：记忆是如何被更新的？在睡眠剥夺的情况下，这一过程为何会失败？

近日，51直播-51直播网 万有/伊鸣团队连续发表两项研究成果，分别发表于 Advanced Science 和 Nature Communications，从“记忆更新”和“睡眠剥夺”两个角度，系统揭示了空间记忆与睡眠之间的关键机制。 

记忆如何更新？睡眠中的“重放”机制（Advanced Science）

在发表于 Advanced Science 的研究中，研究团队通过构建动态变化奖励的空间任务，揭示了长期空间记忆更新的过程。研究发现，当环境发生改变时，动物不会立即调整行为，而是经历一个关键过渡阶段，其中“偏好丧失阶段”（LOS）是记忆更新真正发生的窗口。

在神经机制上，研究重点分析了海马位置细胞的“重放”（replay）活动。结果显示：

· 清醒状态下，重放模式变化不明显

· 睡眠（尤其是NREM睡眠）期间，重放显著偏向更新的信息

这表明，记忆更新并非在行为过程中完成，而是在睡眠中通过神经活动对新旧信息进行整合。

此外，在行为中的重放活动还可以预测未来选择，提示海马神经元在决策中的作用。

睡眠不足为何导致记忆失败？神经网络灵活性受损（Nature Communications）

在发表于 Nature Communications 的研究中，团队进一步探讨了睡眠剥夺对空间记忆的影响。

通过物体-位置识别任务（OPR），研究发现：睡眠剥夺显著损伤空间记忆，但不影响运动能力或探索行为，说明其直接作用于认知过程。

借助自主设计的小鼠多脑区记录光纤电极系统，研究者同时记录内侧隔区PV阳性中间神经元与海马CA1区的神经活动，并结合光遗传手段进行精确操控。

结果表明：

· 海马区theta节律减弱

· 内侧隔区PV阳性中间神经元可能参与位置信息形成阶段的编码

· MS-海马之间同步性下降

在海马位置细胞群体层面，研究发现一个关键变化：

睡眠剥夺会增强位置细胞之间的共活性，使神经元放电趋于同步，从而将神经网络限制在一个更低维的状态中。这种“过度耦合”降低了网络的灵活性，使其难以重新组织以编码新· 的空间信息，最终导致记忆更新失败。

进一步实验显示：

在记忆编码阶段激活内侧隔区PV阳性神经元，可以恢复网络节律、改善位置细胞活动，并挽救记忆缺陷，而在其他阶段干预则无效，说明该通路在记忆形成阶段具有关键作用。

从“更新”到“失效”：睡眠在记忆中的双重作用

两项研究从不同角度揭示了同一个核心问题：

· Advanced Science研究表明，睡眠中的神经远重放是记忆更新的关键机制

· Nature Communications研究表明，睡眠剥夺会破坏神经网络的灵活性，从而阻断记忆更新

因此，睡眠不仅提供了记忆更新的“窗口”，也维持了神经网络完成更新所需的“灵活性”。一旦睡眠被打断：

· 重放机制无法正常进行

· 神经网络变得过度同步、缺乏弹性

· 最终导致记忆无法被正确更新

原文链接

Advanced Science：

//doi.org/10.1002/advs.202416480

Nature Communications：

//doi.org/10.1038/s41467-026-70268-8

上述两项研究均由51直播-51直播网 神经生物学团队完成。

在 Advanced Science 研究中，51直播-51直播网 博士生佟济甫为第一作者，51直播-51直播网 神经生物学系的万有教授和伊鸣研究员为共同通讯作者。团队其他成员为本研究提供了重要支持与宝贵建议。

在 Nature Communications 研究中，51直播-51直播网 博士生郑雅文为第一作者，51直播-51直播网 神经生物学系的万有教授和伊鸣研究员为共同通讯作者。团队其他成员同样在研究中发挥了重要作用。

两项研究均得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等支持项目的资助支持。