Sleep and memory consolidation

HU Bo; TAN Xuan

doi:10.16016/j.2097-0927.202504093

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Sleep and memory consolidation

Expert Review | 更新时间：2025-02-27

- Sleep and memory consolidation
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 4, Pages: 290-297(2025)
- 作者机构：
  
  陆军军医大学（第三军医大学）基础医学院基础医学教学实验中心，重庆
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the General Program of National Natural Science Foundation of China(32170982);the Joint Innovation and Development Fund of Natural Science Foundation of Chongqing(CSTB2023NSCQ-LZX0153)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202504093
  CLC： R338.1;R338.2;R338.6
- Received：10 January 2025，
  
  Revised：01 February 2025，
  
  Published：28 February 2025
- 稿件说明：
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胡波,谭萱.睡眠与记忆巩固[J].陆军军医大学学报,2025,47(04):290-297.

HU Bo,TAN Xuan.Sleep and memory consolidation[J].J Army Med Univ,2025,47(04):290-297.
胡波,谭萱.睡眠与记忆巩固[J].陆军军医大学学报,2025,47(04):290-297. DOI：10.16016/j.2097-0927.202504093.

HU Bo,TAN Xuan.Sleep and memory consolidation[J].J Army Med Univ,2025,47(04):290-297. DOI：10.16016/j.2097-0927.202504093.

摘要

‍记忆是指大脑将从机体内、外部获取的信息保存一段时间的生理过程。在大脑中，散在分布于不同脑区的神经元集群将经历过的场景或事件信息进行编码并形成记忆，从而能提取出来以指导个体在未来类似场景或事件中的行为。除非被巩固，新形成的记忆往往快速消退。睡眠是一种具有多种生理功能的大脑状态，包括非快速眼动（non-rapid eye movement sleep，NREM）睡眠和快速眼动（rapid eye movement，REM）睡眠两个时相。记忆形成的涉及编码、巩固和提取3个过程。睡眠总时间减少或者睡眠片段化会导致多种类型记忆巩固的受损，表明促进记忆巩固是睡眠的重要生理功能之一。本文总结了NREM睡眠和REM睡眠参与记忆巩固的实验证据，并探讨了睡眠可能通过记忆重激活和突触修饰等机制促进记忆巩固。未来的研究方向可能包括进一步探索睡眠如何协调突触“降尺度”和“升尺度”、REM睡眠如何与NREM睡眠协作互补、神经胶质细胞在睡眠促进记忆巩固中的作用，以及控制NREM和REM睡眠的脑区是否以及如何直接参与记忆巩固的调控。

Abstract

Memory refers to the physiological process in which the brain is able to keep the information obtained from both internal and external sources over an extended period of time. In the brain

neuronal ensembles distributed across multiple regions encode information about past scenes or events and form long-term memories

which then can guide individuals' behavior in similar scenes or events. Unless been consolidated

these newly-formed memories decay quickly. Sleep is a brain state with multiple physiological functions

including non-rapid eye movement sleep (NREM) and rapid eye movement (REM) sleep. Memory formation involves 3 processes: encoding

consolidation

and retrieval. Both reduced sleep time and fragmented sleep can lead to the impaired consolidation of various types of memory

indicating that one of the important physiological functions of sleep is beneficial for the memory consolidation. In this article

we summarizes the critical evidence that NREM sleep and REM sleep are involved in memory consolidation

and discuss how sleep promotes memory consolidation through the mechanisms such as ensemble reactivation and synaptic modification. Future researches may include further exploration on how sleep coordinates synaptic "down-scaling" with "up-scaling"

how REM sleep complements with NREM sleep

the involvement of glial cells activity during sleep in memory consolidation

and whether and how brain regions controlling NREM and REM sleep directly participates in the regulation of memory consolidation.

关键词

Keywords

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