一项西北医学中心的新研究发现，呼吸模式可能是提升记忆力的关键，揭示了呼吸如何协调大脑中的脑电波以增强记忆。这项突破性研究不仅为我们如何通过呼吸改善记忆提供了线索，还可能对睡眠呼吸障碍与记忆力之间的关系有重大影响。
研究人员首次在人类海马体睡眠期间识别出呼吸节奏，揭示了呼吸作为协调睡眠振荡的节拍器的功能。这些发现突出了呼吸在记忆巩固中作为基本节奏的作用，对睡眠呼吸障碍个体具有重大意义。
呼吸同步大脑波，支持记忆巩固。
一项来自西北医学中心的新研究报道，就像指挥家在交响乐中协调各种乐器以创作交响曲一样，呼吸同步协调海马体脑电波，以增强睡眠期间的记忆力。
这是人类首次将睡眠中的呼吸节奏与海马体脑电波联系起来——称为慢波、纺锤波和涟漪。科学家知道这些波与记忆有关，但它们的潜在驱动因素尚不清楚。
为了加强记忆，睡眠期间在大脑海马体中会出现三种特殊的神经振荡并同步，但人们认为它们会在随机的时间出现和消失，”高级研究作者、神经学教授 Christina Zelano 说，她来自位于伊利诺伊州埃文斯顿的西北大学 Feinberg 医学院。“我们发现它们是由呼吸节奏协调的。”
西北科学家发现，海马体振荡在呼吸周期的特定点发生，这表明呼吸是睡眠期间正确记忆巩固的关键节奏。
“记忆巩固依赖于睡眠期间脑电波的协调，我们表明这一过程与呼吸紧密同步，”对应作者安德鲁·谢里夫（Andrew Sheriff），Zelano 实验室的博士后学生说。
该研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上。
睡眠呼吸障碍的影响
研究结果对睡眠中呼吸紊乱——如睡眠呼吸暂停——具有重要影响，这与记忆力巩固不良有关。
我们都有过睡眠后记忆变好的经历。这一点早在古罗马时期就被注意到了，当时学者昆体良提到了一个“奇特的事实”，即“一个夜晚的间隔将大大增强记忆的强度”，研究作者说。他描述的正是我们现在所说的记忆巩固，这是通过海马体中不同脑波的精确协调来实现的。
作者安德鲁·谢里夫在实验室里看着电脑屏幕。图片版权：西北大学
“当你睡觉时，你的大脑正在积极回放你白天经历的事情，”谢里夫说。
谢里夫刚从冰岛雷克雅未克的一个会议回来，他在那里不得不学会在新城市中找到自己的路。“海马体在形成新区域地图中起着重要作用，”谢里夫说。“我会醒来，感觉我对周围城市的了解更好了。这得益于我睡眠期间发生的振荡，我们发现这些振荡是由呼吸协调的。”
研究表明，睡眠中呼吸中断的人应该寻求治疗，谢里夫说。
“当你得不到睡眠时，你的大脑会受损，你的认知会受损，你会变得模糊不清，”谢里夫说。“我们还知道睡眠呼吸障碍与中风、痴呆和神经退行性疾病有关，如阿尔茨海默病。”
如果你听到某人呼吸，你可能会知道他们是否在睡觉，因为当你睡觉时呼吸的节奏会不同。这其中的一个原因可能是呼吸正在执行一项谨慎的任务：协调与记忆相关的脑电波。
参考文献：
“人类海马体睡眠振荡同步的呼吸协调”由 Andrew Sheriff、Guangyu Zhou、Vivek Sagar、Justin B. Morgenthaler、Christopher Cyr、Katherina K. Hauner、Mahmoud Omidbeigi、Joshua M. Rosenow、Stephan U. Schuele、Gregory Lane 和 Christina Zelano 著，2024 年 12 月 16 日，《美国国家科学院院刊》。
DOI: 10.1073/pnas.2405395121
该研究得到了美国国家聋病和其他通信障碍研究所以及露丝·L·基奇斯坦机构国家研究奖的资助。