REM睡眠对恐惧记忆的回忆与泛化是否会产生相反作用?

REM睡眠似乎既会强化恐惧记忆,又会限制恐惧扩散的范围,但目前没有研究直接检验它对回忆和泛化的相反作用。

直接答案

现有证据表明,REM睡眠同时承担着两项不同的任务:它既能强化某一特定的恐惧记忆,又能防止这种恐惧过度扩散到安全情境中。这看起来像是相反的作用,但没有任何一项研究在同一实验中直接比较回忆与泛化,因此这种对比是从各自独立的研究结果推断出来的,而非经过直接验证[1][3][4]。

5篇文献引用

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为什么REM睡眠看起来既帮助又损害恐惧记忆

恐惧学习就像烟雾报警器。经历一次惊吓后,大脑应该记住究竟是什么预示了危险,但不该对房间里每一样无害的东西都尖叫不止。REM睡眠——做梦最集中的阶段——似乎同时参与了这个平衡的两端。

一方面,REM睡眠有助于保留恐惧记忆本身。在小鼠中,一种药物恢复了恐惧学习后被抑制的REM睡眠,这与情境恐惧记忆的巩固改善有关,也就是说,动物对所学恐惧关联的保持更强了[4]。同一工作的另一篇配套报告也呈现了相同的模式[5]。从这个意义上说,REM睡眠看起来有助于回忆特定的恐惧记忆。

另一方面,REM睡眠似乎也能抑制过度泛化,即把安全的相似情境当作威胁的倾向。在一项涉及126人的研究中,因深夜睡眠剥夺而失去REM睡眠所导致的恐惧泛化,与完全睡眠剥夺相当;而正常睡眠,尤其是REM丰富的阶段,则抑制了泛化[1]。因此,REM睡眠越多,恐惧的扩散越少,而非越多。

大脑如何防止恐惧扩散过远

这项人类研究提供了一个具体机制。一个人获得的REM睡眠百分比与其恐惧泛化的程度呈负相关,而与睡眠后不久进行泛化测试时背外侧前额叶皮层的活动呈正相关[1]。通俗地说,REM睡眠越多,控制区域越活跃,恐惧反应就越收紧、越不容易过度触发。

额叶中有节律的电波——θ振荡——承载了其中很大一部分效应:它们介导了REM睡眠对恐惧泛化影响的44%[1]。这个数字意味着,REM睡眠与过度泛化减少之间的统计关联中,大约五分之二是通过这些额叶节律实现的,但这并不表示θ振荡就是全部原因。

另一条在小鼠中的研究线索指向了不同的控制区域——下边缘皮层,它对学会“曾经吓人的线索如今已安全”很重要。大多数下边缘神经元在REM睡眠期间高度活跃,而在恐惧条件化后的数小时内、专门在REM睡眠期间抑制这些神经元,会损害之后的消退记忆,即习得的安全反应[3]。这表明REM睡眠可能有助于给恐惧装上刹车,尽管该研究测量的是消退学习而非泛化本身。

REM睡眠缺失时会发生什么,这对焦虑意味着什么

最清晰的图景来自睡眠缺失。减少REM睡眠——无论是通过削减后半夜睡眠还是完全剥夺——都会让人更广泛地泛化恐惧[1]。在大鼠中,应激性恐惧条件化和重新暴露于恐惧情境会降低易感动物的REM睡眠,而在基底外侧杏仁核(一个恐惧处理中枢)中阻断一种名为miR-221的小调控分子,可以减轻这种REM睡眠的减少[2]。该研究没有测试回忆或泛化,但它表明恐惧系统和REM睡眠会双向相互调节。

综合来看,这些发现与一种保护作用相符:经历惊吓事件后的REM睡眠可能有助于保留有用的记忆,同时让警报范围保持狭窄[1][3]。因此,创伤后扰乱REM睡眠可能会使平衡偏向广泛且难以消退的恐惧,而这正是焦虑相关障碍中见到的模式[1][3]。这仍是一个提出的关联,而非已证实的这些障碍的病因。

相反作用的说法被证实了吗?

没有直接证实。回忆方面的益处来自小鼠的情境恐惧记忆和消退研究[3][4][5],而泛化方面的益处来自一项使用风险评分和皮肤电导的人类实验[1]。在这组证据中,没有任何一项研究在同一次REM睡眠操纵后同时测量回忆和泛化,因此这两种效应尚未被证明会在同一时间、同一大脑中相互权衡。

诚实的总结是:REM睡眠似乎既支持恐惧记忆的保持,又单独地限制这种恐惧扩散的范围。这两者究竟是真正相反的力量,还是同一个组织过程的两个部分,仍是一个开放的问题,需要一项同时测量这两种结果的研究来回答。

本文引用的文献

1

REM睡眠减少通过负向调节前额叶θ振荡导致恐惧过度泛化

在126人中,深夜睡眠剥夺导致的REM睡眠减少引起了与完全睡眠剥夺相当的恐惧过度泛化,而前额叶θ振荡介导了REM睡眠对泛化影响的44%。

2

基底外侧杏仁核中与应激和恐惧记忆相关的微小RNA调控大鼠的快速眼动睡眠

在大鼠中,恐惧条件化和情境再暴露改变了基底外侧杏仁核中的微小RNA,并降低了易感动物的REM睡眠,而阻断miR-221减轻了这种REM睡眠减少。

3

REM睡眠期间的下边缘活动促进恐惧消退记忆

在小鼠中,下边缘皮层神经元在REM睡眠期间被强烈激活,而在恐惧条件化后专门在REM睡眠期间抑制这些神经元,会损害消退记忆的巩固。

4

非典型催眠化合物ML297在情绪效价学习后恢复睡眠结构,促进记忆巩固和回忆时的海马网络激活

在小鼠中,化合物ML297恢复了情境恐惧条件化后被抑制的REM睡眠,这种恢复与情境恐惧记忆巩固改善及回忆时海马神经元更活跃有关。

5

非典型催眠化合物ML297在情绪效价学习后立即恢复睡眠结构,促进记忆巩固和回忆时的海马网络激活

在小鼠中,ML297逆转了条件化后REM睡眠和NREM纺锤波功率的下降,而这些睡眠特征的正常化与情境恐惧记忆巩固改善有关。