加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员首次测量了据认为与学习、记忆以及阿尔茨海默氏症有关的大脑区域在睡眠时的活动。他们发现大脑这部分的活动就像在记忆某些东西一样，即便在处于麻醉状态也不例外。
该研究团队同时测量了与记忆形成有关的大脑多个部分的单个神经元的活动。该研究的作者、UCLA神经物理学教授马扬克·R·梅赫塔说，这一技术让他们可以确定大脑的哪个区域在激活其他区域，以及这种激活是如何扩散的。
梅赫塔和他的团队着重观察了老鼠大脑三个相连的区域———新皮层、海马体和连接这两者的内嗅皮层。梅赫塔说，尽管之前的研究表明睡眠时新皮层和海马体之间的对话对记忆的形成至关重要，但研究人员尚未查明内嗅皮层在这一对话过程中的作用。他的团队发现内嗅皮层有进行所谓的持续活动的迹象，持续活动据认为在人醒着的时候调节工作记忆。
梅赫塔说：“令人大吃一惊的是，这种持续活动发生在睡眠期间，几乎一刻不停。这些结果是全新的。实际上，即使在麻醉状态下，内嗅皮层也在进行这种持续活动。”
该研究刊登在《自然—神经科学》杂志网站上。
梅赫塔说，这些发现很重要，因为人类把生命中三分之一的时间花在睡眠上，睡眠不足会对健康产生不利影响，包括会产生学习和记忆问题。
梅赫塔及其团队开发了一个极端敏感的监测系统，该系统让他们可以同时追踪大脑这三个区域的神经元的活动。这让他们可以破译确切的交流过程，连神经元看似安静的时候也不例外。他们随后开发了一个精密的数学分析手段来破译这场复杂的对话。
睡眠时，在约90%的时间里，新皮层会进入一种慢波模式。在这段时间里，它在活跃和非活跃状态间以每秒一次的节奏缓慢波动。梅赫塔及其团队把注意力放到了由许多部分构成的内嗅皮层上。
内嗅皮层的外部忠实再现了新皮层的活动。但其内部有不同的活动。当新皮层变得不活跃时，内嗅皮层内部的神经元依旧保持活跃状态，就好像它们在记忆新皮层最近“说过”的事，该现象被称为自发持续活动。他们还发现当内嗅皮层的内部开始自发地持续活动时，它会促使海马体的神经元变得非常活跃。另一方面，当新皮层活跃时，海马体会安静下来。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nn.3236
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Spontaneous persistent activity in entorhinal cortex modulates cortico-hippocampal interaction in vivo
Thomas T G Hahn, James M McFarland, Sven Berberich, Bert Sakmann & Mayank R Mehta
Persistent activity is thought to mediate working memory during behavior. Can it also occur during sleep? We found that the membrane potential of medial entorhinal cortex layer III (MECIII) neurons, a gateway between neocortex and hippocampus, showed spontaneous, stochastic persistent activity in vivo in mice during Up-Down state oscillations (UDS). This persistent activity was locked to the neocortical Up states with a short delay, but persisted over several cortical UDS cycles. Lateral entorhinal neurons did not show substantial persistence, and current injections similar to those used in vitro failed to elicit persistence in vivo, implicating network mechanisms. Hippocampal CA1 neurons' spiking activity was reduced during neocortical Up states, but was increased during MECIII persistent states. These results provide, to the best of our knowledge, the first direct evidence for persistent activity in MECIII neurons in vivo and reveal its contribution to cortico-hippocampal interaction that could be involved in working memory and learning of long behavioral sequences during behavior, and memory consolidation during sleep.
