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关于REM睡眠与记忆巩固的关联，已有研究的结论并不一致：一项研究发现，与情绪或奖赏相关的神经元会在REM时期被特异激活，并且这些神经元中与突触可塑性相关的基因会被上调、树突活动也会增强，从而增强记忆；另一项发现，REM期前额叶皮层存在树突棘的修剪、突触连接强度也有所下降，这导致了记忆的遗忘。以上两个相互矛盾的发现可能是因为不同研究所关注的细胞类型或者亚细胞结构的差异所导致的。 来自瑞士伯尔尼大学的ANTOINE ADAMANTIDIS团队利用双光子成像技术发现，背侧前额叶皮层（dPFC）的锥体神经元（pyramidal neuron, PYR）在REM期存在胞体与树突解耦连现象。进一步结合光遗传学技术发现，这种解耦连现象是由中间神经元输入差异引起的兴奋/抑制（E/I）平衡转换引起的。REM期发生的这种胞体-树突解耦连现象还介导了情绪记忆的巩固。  研究人员首先采用双光子钙成像技术记录了头部固定小鼠的睡眠-觉醒周期中前额叶脑区的锥体神经元胞体和树突的钙活动。研究发现，PYR胞体钙信号在清醒和NREM睡眠期更加活跃，而在REM期活动显著下降；相反，PYR树突钙信号则在REM期更加活跃。研究人员接下来检测了皮层三种主要中间神经元（PV、VIP、SST）在不同睡眠-觉醒状态时的钙活动。结果发现，REM期PV和VIP神经元高度活跃、而SST神经元则相对沉默。此外，从NREM到REM睡眠的转换过程中，VIP和PV神经元活跃度逐渐增加；PYP胞体和SST神经元则在小鼠清醒后逐渐活跃。  神经示踪研究发现，PV神经元接收来自丘脑中央内侧核（CM）的兴奋性投射，而VIP神经元则可接收来自全脑大部分脑区的投射。并且，dPFC中来自CM神经元轴突的钙信号在REM期明显增加。利用光遗传学手段在REM期抑制VIP神经元可导致PYR的树突活动明显降低，提示VIP神经元介导了REM期树突的去抑制现象。 最后，研究人员探究了REM期这种PYR胞体-树突解耦连现象是否与情绪记忆的巩固相关。听觉恐惧记忆任务中，在小鼠获取记忆之后的REM睡眠期抑制PV神经元可增强记忆，而抑制VIP神经元则削弱记忆。并且，研究人员采用脑片膜片钳记录发现，光遗传抑制VIP神经元可导致PYR神经元的AMPA/NMDA比值显著降低，说明抑制VIP神经元可引起突触可塑性下降；而抑制PV神经元则可增强突触可塑性。该发现与PV和VIP神经元在小鼠听觉恐惧记忆中的调控作用是一致的。  听觉恐惧记忆任务 REM期前额叶皮层的PYR神经元存在胞体-树突解耦连现象，这种解耦连是由PV神经元介导的胞体抑制和VIP神经元介导的树突去抑制作用共同导致的。这种解耦连现象在REM期的情绪记忆巩固中发挥了重要作用，可以促进情绪记忆的巩固，同时也防止了情绪记忆的过度强化。REM期这种胞体-树突解耦连的详细机制仍需进一步探究，包括中间神经元的上游环路以及神经调质的作用。另一个相关的问题是，NREM时期是否也存在类似的机制来介导记忆巩固。 |
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