Nat Neurosci：睡眠促进记忆增强的奥秘

覆盖多个睡眠觉醒片段的连续记录显示，在非快速眼动睡眠期间，明显的次低频振荡模式主导了mPFC的NE动态(图1b,c)。NE的上升与LC活动的爆发有关，NE在LC活动期间缓慢下降，周期为~30秒(图1c,d)。在非快速眼动睡眠期间的NE振荡上升被细分为导致清醒和微觉醒(图1e)。

在NREM睡眠中，只有7.9%的NE上升导致觉醒(图1f)。这些观察表明，内在的LC驱动的NE波动驱动睡眠期间的微觉醒循环模式，只有少数导致觉醒。

尽管在LC活动发作之前，NE下降的斜率在所有状态转换中都是相似的(图1j,k)，但在觉醒之前，NE下降的持续时间更长，导致与微觉醒相比，觉醒前NE下降的低谷水平更低(图1l,m)。与微觉醒相比，觉醒的后续NE上升幅度和上升时间更高(图1n)。与那些没有产生唤醒的人相比，在产生唤醒的音调之前，NE低谷水平更低(图1q)。

作者证明了：(1)非快速眼动睡眠期间的次低NE波振荡与有规律的微觉醒相吻合，这表明两者之间存在因果关系；(2)较大的NE波下降幅度会增加觉醒的可能性(图1t)。

图1.增加的NE下降幅度启动微觉醒

sigma功率的大小与NE下降的程度相关（图3e）。LC活动的光遗传学抑制显着增加了过渡到REM睡眠的概率（图3f）。抑制LC活动和连续NE下降会诱导类似于顺序连接的IS和REM睡眠的睡眠阶段。

作者进一步发现，增强的NE下降幅度可能会促使动物觉醒。通过常规LC光遗传学抑制增强NE下降幅度可诱导富含纺锤体的IS-REM睡眠序列并促进记忆性能。

图3.LC的光遗传学抑制诱导IS-REM睡眠序列并改善记忆

本研究发现在NREM睡眠期间，LC活动的阶段性发作（每~30秒）会产生皮层NE水平的低速振荡，从而驱动微觉醒并将睡眠细分为对记忆巩固很重要的微观结构。

分析表明，NREM睡眠时NE的振荡幅度决定了睡眠的记忆恢复质量；减少或增加NE振荡幅度会损害或改善睡眠后的记忆力。这些新的观察结果扩展了当前将NE作为控制宏观大脑状态的神经调节剂的观点以包括睡眠微架构。

作者证明了次低速NE振荡是塑造睡眠微结构的关键角色。具体来说，降低NE振荡振幅有利于微觉醒，从而维持非快速眼动睡眠，而促进NE下降会增加与IS睡眠相关的纺锤波出现，但会导致觉醒。以前的报告记录了由于频繁中断的睡眠受到干扰而导致认知能力受损的报告，这可能是因为NE的振荡幅度减少，这减少了睡眠的恢复，同时增加了微觉醒的数量。