在我們的生命中有1/3的時(shí)間是在睡眠中度過的，所以睡眠對我們的重要性不言而喻。但睡眠仍然是生物學(xué)上的一個(gè)主要謎題，人們對它的基本功能知之甚少。大家普遍認(rèn)為睡眠的一個(gè)功能是鞏固記憶。

2020年12月，《Nature》雜志在線發(fā)表了美國賓夕法尼亞大學(xué)Amita Sehgal及其研究組名為“Availability of food determines the need for sleep in memoryconsolidation”的最新研究成果。該研究以果蠅作為研究對象，發(fā)現(xiàn)由于饑餓等條件要求機(jī)體保持清醒和活躍，這種轉(zhuǎn)換到記憶鞏固機(jī)制(這種機(jī)制不依賴于睡眠)的能力可能會(huì)賦予機(jī)體一種進(jìn)化優(yōu)勢。

研究人員為了測試睡眠是否與進(jìn)食記憶形成有關(guān)，首先在嗅覺調(diào)節(jié)范式中訓(xùn)練饑餓的果蠅。

簡單介紹下訓(xùn)練方法：

對約100只4-7日齡性別混合的果蠅群進(jìn)行6小時(shí)或18小時(shí)饑餓處理，然后在25°C和70％相對濕度下的條件下結(jié)合以蔗糖開始訓(xùn)練。果蠅先在清潔空氣流中保持2分鐘，放入含蔗糖的濾紙加氣味A(CS+)。30秒鐘的清潔空氣流過后，先放水浸濕的濾紙（空白）加氣味B（CS-）2分鐘，然后再放30秒鐘的清潔空氣流。交替反復(fù)，使果蠅形成區(qū)分氣味A和氣味B的記憶。

然后在瓊脂或蔗糖試管中對單個(gè)果蠅進(jìn)行睡眠評估。在記憶力測試之前，將果蠅重新饑餓30小時(shí)（此持續(xù)時(shí)間是根據(jù)測試中記憶表達(dá)的穩(wěn)定性確定的）。為了延長饑餓的果蠅的測試間隔，研究者首先在訓(xùn)練后將這些果蠅在瓊脂上放置6小時(shí)再將它們過夜18小時(shí)以免饑餓時(shí)間過長導(dǎo)致果蠅出現(xiàn)大面積死亡，然后再進(jìn)行30小時(shí)饑餓之前記憶力測試。通過將果蠅在氣味為A和氣味為B的T-迷宮中放置2分鐘來測試記憶力。

研究表明，訓(xùn)練后飽食的果蠅需要睡眠來鞏固記憶，而饑餓果蠅的記憶力并未受到睡眠剝奪的影響。

圖1 結(jié)果表明，進(jìn)食起著自適應(yīng)開關(guān)的作用，從而引起睡眠相關(guān)的記憶形成。相反，饑餓會(huì)觸發(fā)與睡眠無關(guān)的獨(dú)特記憶鞏固機(jī)制

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，飽食果蠅的記憶是由蘑菇體的前后α'/β'神經(jīng)元介導(dǎo)的，而饑餓時(shí)記憶的形成則是由內(nèi)側(cè)α'/β'神經(jīng)元介導(dǎo)的。也就是說，睡眠依賴性和睡眠非依賴性記憶受控于不同的多巴胺能神經(jīng)元。

圖2 不同的α'/β'子集介導(dǎo)睡眠依賴性和非睡眠依賴性記憶

但是，睡眠和記憶是耦合的，因此睡眠依賴性記憶所需的蘑菇體神經(jīng)元也可以促進(jìn)睡眠。將果蠅體內(nèi)饑餓信號神經(jīng)肽F（NPF）敲除后，它們在饑餓情況下也會(huì)表現(xiàn)出與睡眠依賴性記憶，這表明記憶通路的選擇是由饑餓決定的。

研究人員推測進(jìn)食會(huì)導(dǎo)致分解代謝廢物的積聚，從而增加能量需求、引發(fā)對睡眠和睡眠依賴性記憶的需求。同時(shí)，睡眠依賴性記憶在訓(xùn)練后也會(huì)促進(jìn)睡眠，從而使睡眠與記憶耦合。但是為了在食物匱乏的環(huán)境中生存，果蠅已經(jīng)發(fā)展了新的記憶機(jī)制，而又不減少覓食的活動(dòng)，由此形成睡眠非依賴的記憶鞏固機(jī)制可能會(huì)帶來進(jìn)化上的優(yōu)勢。

作為靈長類生物的人類也可以從小小的果蠅身上獲得一些生存經(jīng)驗(yàn)。記憶力與睡眠關(guān)系不言而喻，而且一定程度的饑餓刺激能夠促進(jìn)非睡眠依賴記憶的產(chǎn)生?，F(xiàn)代人生活節(jié)奏快，壓力大，晚上熬夜加班，考學(xué)考證沖刺甚至是睡不著刷手機(jī)，一旦感覺餓了深夜吃點(diǎn)宵夜稀松平常?？墒且归g進(jìn)食容易愈吃愈多，不但容易變胖，還可能導(dǎo)致心智反應(yīng)減緩與注意力不集中甚至影響隔天的記憶力。那如果保證睡眠且保持一定程度的饑餓，我們的記憶力豈不是更上一層樓？！

提醒大家為了更好的學(xué)習(xí)和工作，我們應(yīng)該規(guī)律作息盡量避免晚餐過后吃宵夜，且每天睡滿7至9小時(shí)，這樣才能精力更充沛，記憶力更出眾。

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