在我們的生命中有1/3的時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)上的一個主要謎題，人們對它的基本功能知之甚少。大家普遍認為睡眠的一個功能是鞏固記憶。

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體保持清醒和活躍，這種轉(zhuǎn)換到記憶鞏固機制(這種機制不依賴于睡眠)的能力可能會賦予機體一種進化優(yōu)勢。

研究人員為了測試睡眠是否與進食記憶形成有關(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行6小時或18小時饑餓處理，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果蠅進行睡眠評估。在記憶力測試之前，將果蠅重新饑餓30小時（此持續(xù)時間是根據(jù)測試中記憶表達的穩(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小時再將它們過夜18小時以免饑餓時間過長導(dǎo)致果蠅出現(xiàn)大面積死亡，然后再進行30小時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，饑餓會觸發(fā)與睡眠無關(guān)的獨特記憶鞏固機制

進一步的研究發(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。

研究人員推測進食會導(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，睡眠依賴性記憶在訓(xùn)練后也會促進睡眠，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)展了新的記憶機制，而又不減少覓食的活動，由此形成睡眠非依賴的記憶鞏固機制可能會帶來進化上的優(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。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非睡眠依賴記憶的產(chǎn)生。現(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，一旦感覺餓了深夜吃點宵夜稀松平常。可是夜間進食容易愈吃愈多，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，這樣才能精力更充沛，記憶力更出眾。

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