萧箫 发自 凹非寺

　　量子位 报道 | 公众号 QbitAI

　　大半夜复习饿了，想要大吃一顿然后接着复习？

　　你的身体只会告诉你：想睡觉。

　　事实上，这与意志力无关，而是你「进化」的结果——吃饱要睡觉，是为了更好地巩固记忆。

　　来自Nature的最新研究表明，即使不吃东西，在饥饿状态下也能形成记忆；但如果吃饱了，就必须睡觉才能巩固记忆。

　　也就是说，只要吃了，就得睡上更多时间，否则记忆力就会变差。

　　而「饥饿」，则是判断记忆是否需要用睡眠来巩固的“电路开关”。

　　是不是听起来有点不敢相信？

　　科学家们已经拿果蝇做了个实验，证明了这一结论的存在，一起来看看。

　　果蝇：要是吃饱，就得睡好

　　通常认为，睡眠是巩固长期记忆的必要条件。

　　然而研究者们发现，饥饿的果蝇仍然可以巩固与食物有关的记忆，保存的记忆能力也与食物有关。

　　那么，在饥饿情况下，睡眠对于长期记忆是否可有可无？又或者说，在吃得饱的情况下，记忆会如何被巩固呢？

　　第一项实验，以琼脂（果蝇不吃）和蔗糖（果蝇的食物）作为实验对照组，用来测试果蝇在饥饿和吃饱的情况下，形成记忆是否需要更多的睡眠时间。

　　实验发现，果蝇在饥饿时，无论受不受训练（通过嗅觉反射训练，强制形成某种记忆），睡眠时间都没有明显变化。

　　但果蝇在吃饱之后，受训比未受训所需要的睡眠时间明显变多。

　　也就是说，吃饱了后，为了记忆某种东西，果蝇需要更多的时间来睡觉以加强记忆。这与我们的认知是无异的。

　　但这也说明，在饥饿状态下，果蝇并不需要更多的睡眠时间来巩固记忆。

　　接下来这项实验，则会在果蝇进行记忆、刚吃完东西后，剥夺它的睡眠时间，以测试吃饱了的果蝇，是否真的需要睡眠来加强记忆。

　　在P值＜0.01（统计学上P值越小，表明测试结果越可信）的结果下，科学家们发现，吃饱的果蝇的确需要更多睡眠来形成记忆。

　　如上图所示，如果在训练（强制形成记忆）后，立即对吃饱的果蝇进行6小时的睡眠剥夺，会显著损伤它的长期记忆。

　　说人话，就是吃饱了不睡，记忆力衰退。

　　相比之下，饿着肚子的果蝇，无论睡不睡，都不会对记忆产生太大的影响。（反正都已经饿着肚子，睡眠就显得没有那么重要了？）

　　那么，为什么在饥饿状态下，睡眠时间对果蝇的记忆效果没有影响？与之相反，吃饱却不睡觉的话，果蝇的记忆效果为何会大打折扣？

　　科学家们探索了一通果蝇用来记忆的神经元，找到了答案。

　　进食前后，记忆用的神经元不同

　　事实上，在饥饿和吃饱两种状态下，果蝇的记忆神经元活动大有不同。

　　科学家们对几种有明显变化的物质采取了排除法，发现在饥饿状态下，神经元产生的信号（图中蓝色）和在吃饱状态下，神经元产生的信号（图中红色），会对睡眠产生完全不同的影响。

　　神经元产生的信号不同（R35B12、R26E01），对细胞的影响就会非常大。一旦吃饱，神经元就会产生“想睡觉”的信号。

　　但在饥饿状态下，神经元反而不会产生这种信号。

　　科学家们进一步研究了果蝇的蘑菇体（昆虫脑部一个重要的中枢神经，对高级记忆等具有重要的调控作用）。

　　研究发现，在吃饱时，果蝇的记忆由蘑菇体前后α’/β’神经元介导，而饥饿时的记忆则由蘑菇体中间的α’/β’神经元介导。

　　科学家们进一步剔除了果蝇体内负责参与性报偿的神经肽F（Neuropeptide F），这种物质有点像是“奖赏行为的分子标记”，发现没有神经肽F的饥饿果蝇，也会表现出与睡眠有关的记忆。

　　研究者们推测，由于吃东西反而会导致分解代谢废物的积累，从而产生能量需求，触发睡眠需求、以及依赖睡眠的记忆巩固。

　　这种睡眠依赖记忆所需要的神经回路，也会在记忆后促进睡眠，将睡眠和记忆结合起来。

　　所以记忆转换，也许并不需要实际的营养摄入，甜味就足够了。

　　睡眠时间与记忆力是否存在相关关系，还真得靠「饥饿」来决定。

　　听起来总觉得有点细思极恐……

　　那么，你觉得这项研究还可以用在哪里呢？

　　作者介绍

　　Nitin S. Chouhan，来自宾大，目前是一名博士后研究员，研究方向是生物体通过经验改变行为的能力。

　　论文二作 Leslie C. Griffith，布兰戴斯大学的神经科学教授，主要的研究内容是行为生物化学。

　　论文三作Paula Haynes，来自宾大，研究方向是果蝇与记忆电路之间的相互作用。共同三作Amita Sehgal，是来自宾大的神经科学教授。

　　论文地址：

　　https://www.nature.com/articles/s41586-020-2997-y

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