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2017年6月6日 星期二

記憶與睡眠

記憶是如何形成的呢?



        「最近工作繁忙,都沒時間好好休息,記性不好了」,「可不是,我最近竟然連長官指定的工作都忘記要做了!」,「你那還好,我連自己的銀行帳號密碼都忘了」,這樣的對話在日常生活常常出現,民眾自己的生活經驗也可以感受到失眠和記憶的關係。可是經驗上如此,但是事實上呢?


        在討論記憶與睡眠這個議題之前,要先給各位賣個關子,因為睡眠中不同分期對記憶的影響大相逕庭,粗略上可分為「非快速動眼期睡眠(Non-REM sleep)」,與「快速動眼期睡眠(REM sleep)」對記憶的影響。


        本章著重在「非快速動眼期睡眠(Non-REM sleep)」對記憶的影響,而「快速動眼期睡眠(REM sleep)」對記憶的影響請見之後的報導。


何謂記憶鞏固(memory consolidation)


        在討論睡眠與記憶的關係之前,要先來介紹一下記憶形成的過程,也就是所謂的記憶鞏固(memory consolidation),而其形成理論眾說紛紜,其中目前最廣為人接受與注目的就屬「主動式系統性鞏固模型(active system consolidation model) 」與「突觸恆定性模型(synaptic homeostasis hypothesis) 」這兩種為主。


主動式系統性鞏固模型(active system consolidation model)


        這個理論的根據是來自於研究人員發現記憶在形成過程中會經過兩個步驟 (two stage of memory trace formation):首先,當人清醒時外界的環境刺激會在人腦中某兩個重要部位被編碼(code)保留下來,這兩個部份分別是:海馬廻(hippocampus)與大腦皮質網絡區(cortical network);接著當人進入睡眠之後(尤其是在非快速動眼期時),清醒時期編碼保留下來的記憶碎片就會開始在海馬廻與大腦皮質中再活化(re-activation)。這個再活化的過程會不斷的將這些記憶資訊重新分配(re-distribution)到大腦皮質中,並藉著突觸的鞏固(synaptic consolidation)來達到強化與穩固皮質內的聯繫網絡,同時也連結過去已經既有的知識,並使這些新的記憶不會因為外界干擾而消失。


突觸恆定性模型(synaptic homeostasis hypothesis)


        另一方面,突觸恆定性模型則認為,前述那些日間清醒時編碼的外界資訊會因為過度強化突觸(synapse)間的溝通,而不容易保存,但是到了夜間睡眠時,外界刺激減少,人體就會將這些在日間被過度強化的突觸重新回歸到平常狀態(homeostasis),而我們就在這樣的過度刺激與回歸平常的過程,將不重要且未經調節的雜訊過濾掉只留下重要的訊息,另一方面,這個過程也可以讓突觸重新保存它的功能而能夠再接受新的訊息,以免過度耗用從而達到永續經營的觀念(就好像農地輪休一樣)。




        當然,這幾年以來,研究者發現這兩個模型並非互不相容,相反地,甚至可以互相補足對方在睡眠與記憶鞏固理論的不足。


        根據這些理論,我們可以合理想像,當睡眠模式出現變化或被干擾,我們記憶鞏固的能力勢必會受影響。


本文節錄與翻譯自知名睡眠期刊Sleep Medicine Review最新文章
Memory consolidation in sleep disorders
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27765468


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