睡眠不足，記憶力還有救嗎？Nature：餓著
吃飽想睡覺，是進化的結果
蕭簫 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
大半夜復習餓了，想要大吃一頓然后接著復習？
你的身體只會告訴你：想睡覺。
事實上，這與意志力無關，而是你「進化」的結果——吃飽要睡覺，是為了更好地鞏固記憶。
來自Nature的最新研究表明，即使不吃東西，在饑餓狀態下也能形成記憶；但如果吃飽了，就必須睡覺才能鞏固記憶。
也就是說，只要吃了，就得睡上更多時間，否則記憶力就會變差。
而「饑餓」，則是判斷記憶是否需要用睡眠來鞏固的“電路開關”。
是不是聽起來有點不敢相信？
科學家們已經拿果蠅做了個實驗，證明了這一結論的存在，一起來看看。
果蠅：要是吃飽，就得睡好
通常認為，睡眠是鞏固長期記憶的必要條件。
然而研究者們發現，饑餓的果蠅仍然可以鞏固與食物有關的記憶，保存的記憶能力也與食物有關。
那么，在饑餓情況下，睡眠對于長期記憶是否可有可無？又或者說，在吃得飽的情況下，記憶會如何被鞏固呢？
第一項實驗，以瓊脂（果蠅不吃）和蔗糖（果蠅的食物）作為實驗對照組，用來測試果蠅在饑餓和吃飽的情況下，形成記憶是否需要更多的睡眠時間。
實驗發現，果蠅在饑餓時，無論受不受訓練（通過嗅覺反射訓練，強制形成某種記憶），睡眠時間都沒有明顯變化。
但果蠅在吃飽之后，受訓比未受訓所需要的睡眠時間明顯變多。
也就是說，吃飽了后，為了記憶某種東西，果蠅需要更多的時間來睡覺以加強記憶。這與我們的認知是無異的。
但這也說明，在饑餓狀態下，果蠅并不需要更多的睡眠時間來鞏固記憶。
接下來這項實驗，則會在果蠅進行記憶、剛吃完東西后，剝奪它的睡眠時間，以測試吃飽了的果蠅，是否真的需要睡眠來加強記憶。
在P值＜0.01（統計學上P值越小，表明測試結果越可信）的結果下，科學家們發現，吃飽的果蠅的確需要更多睡眠來形成記憶。
如上圖所示，如果在訓練（強制形成記憶）后，立即對吃飽的果蠅進行6小時的睡眠剝奪，會顯著損傷它的長期記憶。
說人話，就是吃飽了不睡，記憶力衰退。
相比之下，餓著肚子的果蠅，無論睡不睡，都不會對記憶產生太大的影響。（反正都已經餓著肚子，睡眠就顯得沒有那么重要了？）
那么，為什么在饑餓狀態下，睡眠時間對果蠅的記憶效果沒有影響？與之相反，吃飽卻不睡覺的話，果蠅的記憶效果為何會大打折扣？
科學家們探索了一通果蠅用來記憶的神經元，找到了答案。
進食前后，記憶用的神經元不同
事實上，在饑餓和吃飽兩種狀態下，果蠅的記憶神經元活動大有不同。
科學家們對幾種有明顯變化的物質采取了排除法，發現在饑餓狀態下，神經元產生的信號（圖中藍色）和在吃飽狀態下，神經元產生的信號（圖中紅色），會對睡眠產生完全不同的影響。
神經元產生的信號不同（R35B12、R26E01），對細胞的影響就會非常大。一旦吃飽，神經元就會產生“想睡覺”的信號。
但在饑餓狀態下，神經元反而不會產生這種信號。
科學家們進一步研究了果蠅的蘑菇體（昆蟲腦部一個重要的中樞神經，對高級記憶等具有重要的調控作用）。
研究發現，在吃飽時，果蠅的記憶由蘑菇體前后α’/β’神經元介導，而饑餓時的記憶則由蘑菇體中間的α’/β’神經元介導。
科學家們進一步剔除了果蠅體內負責參與性報償的神經肽F（Neuropeptide F），這種物質有點像是“獎賞行為的分子標記”，發現沒有神經肽F的饑餓果蠅，也會表現出與睡眠有關的記憶。
研究者們推測，由于吃東西反而會導致分解代謝廢物的積累，從而產生能量需求，觸發睡眠需求、以及依賴睡眠的記憶鞏固。
這種睡眠依賴記憶所需要的神經回路，也會在記憶后促進睡眠，將睡眠和記憶結合起來。
所以記憶轉換，也許并不需要實際的營養攝入，甜味就足夠了。
睡眠時間與記憶力是否存在相關關系，還真得靠「饑餓」來決定。
聽起來總覺得有點細思極恐……
那么，你覺得這項研究還可以用在哪里呢？
作者介紹
Nitin S. Chouhan，來自賓大，目前是一名博士后研究員，研究方向是生物體通過經驗改變行為的能力。
論文二作 Leslie C. Griffith，布蘭戴斯大學的神經科學教授，主要的研究內容是行為生物化學。
論文三作Paula Haynes，來自賓大，研究方向是果蠅與記憶電路之間的相互作用。共同三作Amita Sehgal，是來自賓大的神經科學教授。
最后，附上論文鏈接。不過，讀之前先吃飽睡一覺？
論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2997-y
- 首個GPT-4驅動的人形機器人！無需編程+零樣本學習，還可根據口頭反饋調整行為2023-12-13
- IDC霍錦潔：AI PC將顛覆性變革PC產業2023-12-08
- AI視覺字謎爆火！夢露轉180°秒變愛因斯坦，英偉達高級AI科學家：近期最酷的擴散模型2023-12-03
- 蘋果大模型最大動作：開源M芯專用ML框架，能跑70億大模型2023-12-07
