下周就要考试了，这几天要好好地临时抱拂脚，通宵达旦熬夜补充知识点，可是考前你觉得你的脑袋像被塞满了棉花，知识点怎么也塞不进去，明明都那么努力地熬夜了，怎么还是记不住啊？
心细的你发现了，我把上面的“熬夜“两个字加粗了。的确，熬夜影响我们的记忆力形成，可以说是损害降低我们的长期记忆的形成。
最近密歇根大学的两项新研究揭示了在睡眠和睡眠剥夺期间大脑内部发生了什么，为什么熬夜损害记忆的形成，正常睡眠帮助记忆的形成，这两项研究发表在《nature》期刊上。
神经元这位大脑中的“响应专员”，会在特定刺激下“点亮”自己。比如，视觉皮层的神经元会在看到特定图像时兴奋起来，还有一类对位置特别敏感的神经元，它们好像内置了GPS，对特定地点情有独钟。比如，老鼠在迷宫里走动时，每到特定位置就有特定的神经元“亮灯”。这类被称为位置细胞神经元。
该研究就瞄准了海马体——一个参与记忆形成的、形状像海马的大脑结构。他们找到了一种方法，能够在老鼠睡觉时，可视化这些与特定位置相关的神经元活动模式。
海马体在休息和睡眠时，或者说你在睡眠时，每隔几秒钟就会释放一种叫做尖波涟漪的电信号，这种信号能够持续数小时，而且同步性强，能从大脑一端传播到另一端。解释下什么是尖波涟漪（sharp-wave ripple，SWR）：大脑中的神经元很少独自行动，它们高度互联，经常以节奏或重复的模式一起放电；其中一种模式就是尖波涟漪：一大群神经元以极高的同步性放电，随后另一大群神经元依葫芦画瓢，按照特定的节奏依次进行。这些电火花能让神经元建立和更新记忆，包括对地点的记忆。
实验中，研究团队在老鼠跑完新迷宫后，测量了它们睡眠时的脑部活动。借助一种叫贝叶斯学习的统计推断法，他们首次能够追踪哪些神经元对应迷宫中的哪些位置。假设有个神经元特别喜欢迷宫的一个角落，可能会发现它在睡眠时和其他偏好相似位置的神经元一起发光发电，创造出那个位置的神经表征。稍后，这些相同的神经元可能会参与尖波涟漪，就像在快速重放那段经历的片段一样。在睡眠期间这些涟漪就是过去事件中大脑活动模式的加速重播，对于将短期知识转化为长期记忆尤为重要。
为了理解不良睡眠如何影响记忆，Diba和他的同事们记录了七只大鼠在几周内探索迷宫时海马体的活动。研究人员定期打断一些动物的睡眠，而让其他动物随意睡眠。
惊讶的是，睡眠剥夺的大鼠与正常睡眠的大鼠相比，尖波涟漪的活动水平相似，甚至更高。但是，这些涟漪的发放较弱且组织性较差，显示先前放电模式的重复显著减少，波幅较低，能量较弱。
睡眠剥夺时尖波涟漪中迷宫体验的重激活完全被抑制了，即便缺觉的老鼠后来补觉，重激活程度虽有所回升，但仍然无法与正常睡眠的老鼠相比。重播功能也受损，且无法通过补觉恢复。
睡眠剥夺大鼠的无序尖波涟漪使它们无法有效地将经历标记为长期记忆。因此，这些动物可能无法在以后的时间里重放那些经历的神经放电。
以往研究大脑如何适应新事物，都是在清醒状态下进行的，因为那时大脑接收的刺激清晰可见。而这项研究揭示了大脑如何在没有外界刺激的睡眠期间，以惊人的速度进行自我改造，将长时间的体验压缩成精炼的记忆。
睡眠不足的的确确阻止记忆进入长期储存，即使后来的补充睡眠也无济于事。这可能解释了为什么考前临时抱佛脚或熬夜通宵还是记不住知识点。怪不得，失恋的人经常熬夜睡不着觉，原来是有迹可循的啊。
