Memory-enhancing properties of sleep depend on the oscillatory amplitude of norepinephrine.
Memory-enhancing properties of sleep depend on the oscillatory amplitude of norepinephrine.
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睡眠增强记忆的特性取决于去甲肾上腺素的振荡幅度
DOI：
10.1038/s41593-022-01102-9
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发表时间：
2022-08
影响因子：
25
通讯作者：
Nedergaard, Maiken
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kjaerby, Celia;Andersen, Mie;Hauglund, Natalie;Untiet, Verena;Dall, Camilla;Sigurdsson, Bjorn;Ding, Fengfei;Feng, Jiesi;Li, Yulong;Weikop, Pia;Hirase, Hajime;Nedergaard, Maiken
睡眠具有复杂的微结构，包括微觉醒、睡眠纺锤波和睡眠阶段之间的转换。断断续续的睡眠会损害记忆巩固，而富含纺锤波和δ波的非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠则会促进记忆巩固。然而，微唤醒和睡眠中促进记忆方面之间的关系仍不清楚。我们在小鼠身上使用纤维光度法来研究唤醒介质去甲肾上腺素（NE）的释放如何塑造睡眠微结构。我们发现，在非快速眼动睡眠期间，微觉醒以周期性模式产生，依靠蓝斑体产生的细胞外NE次低频振荡的峰值，而NE振荡的下降阶段驱动纺锤波。NE的振幅对于形成与记忆表现相关的睡眠微结构至关重要：长时间的NE下降促进纺锤波丰富的中间状态和快速眼动睡眠，但也与觉醒有关，而短时间的NE下降维持非快速眼动睡眠和微觉醒。因此，NE振荡振幅可能是改善睡眠障碍患者睡眠的一个目标。
Sleep has a complex microarchitecture, encompassing micro-arousals, sleep spindles, and transitions between sleep stages. Fragmented sleep impairs memory consolidation, whereas spindle- and delta-rich NREM sleep and REM sleep promote it. Yet, the relationship between micro-arousals and memory-promoting aspects of sleep remains unclear. We here use fiber photometry in mice to examine how release of the arousal mediator, norepinephrine (NE), shapes sleep microarchitecture. We show that micro-arousals are generated in a periodic pattern during NREM sleep, riding on the peak of locus coeruleus-generated infraslow oscillations of extracellular NE, whereas descending phases of NE oscillations drive spindles. The amplitude of NE oscillations is crucial for shaping sleep microarchitecture related to memory performance: prolonged descent of NE promotes spindle-enriched intermediate state and REM sleep but also associates with awakenings, whereas shorter NE descents uphold NREM sleep and micro-arousals. Thus, the NE oscillatory amplitude may be a target for improving sleep in sleep disorders.
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