北海道大學研究生院理學研究科講師常松友美等人組成的研究團隊與英國斯特拉斯克萊德大學副教授坂田秀三合作，利用小鼠調查了腦幹腦電圖P波與對記憶固定很重要的海馬腦電波的關係，發現P波在非快速眼動睡眠和快速眼動睡眠中的作用截然相反。該結果有望明確記憶固定和消除的機制。研究結果已發表在7月21日出版的國際學術期刊《SLEEP》上。
圖 P波與海馬腦電波的關係
在非快速眼動睡眠中，P波抑制海馬腦電波，而在快速眼動睡眠中，P波與海馬腦電波相互協調。表明P波在記憶固定中可能起着相反的作用。（供圖：北海道大學）
睡眠有做夢的快速眼動睡眠和對大腦休息非常重要的非快速眼動睡眠兩種。這兩種睡眠階段的腦電波各有特點。在快速眼動睡眠中的腦電波，如發生在腦幹橋的P波、發生在海馬體的θ波（7～10赫茲），以及在非快速眼動睡眠中發生在海馬體的尖波波痕（80～250赫茲）等，都被認爲對記憶固定化非常重要。
在此之前，研究團隊一直認爲小鼠活體內不存在P波，但在2020年，在世界上首次成功記錄了小鼠活體內的P波。
此次，研究團隊重新對P波與海馬腦電波之間的關係進行了研討，發現儘管快速眼動睡眠P波與海馬腦電波發生統合，但非快速眼動睡眠P波則抑制了海馬腦電波。在恆河猴身上也觀察到了這種情況。
將多電極探針插入反復睡眠-覺醒的小鼠腦内，記錄如P波等腦電波和多種神經活動，之後進行了各種分析。
此外，還利用一種稱爲尖峯分類的方法對神經活動進行聚類分析，對每一個神經細胞進行分類，然後調查了腦電波和神經活動之間的電生理關係。
結果發現，P波雖然被認爲是快速眼動睡眠中特徵性的腦電波，但在非快速眼動睡眠中也能觀察到，但頻率較低。
另一方面，研究人員還發現快速眼動睡眠中P波往往成羣出現，而非快速眼動睡眠中P波則是單個出現的不同之處。
對快速眼動睡眠P波與海馬θ波之間關係的研究表明，P波與θ波互利共生，可能在記憶的固定化中發揮重要作用。
同時，研究人員還研究了非快速眼動P波與海馬尖波波痕之間的關係，結果顯示兩者之間存在拮抗作用。
非快速眼動P波被認爲抑制了對記憶很重要的尖波波痕。非快速眼動睡眠P波和快速眼動睡眠P波在記憶固定中可能起着相反的作用。
長期以來，P波一直被認爲是產生夢境的一種機制，對P波的進一步研究可能會有助於深入瞭解做夢的神經廻路和夢境的生理意義。據說快速眼動睡眠的夢境較爲離奇且具故事性，而非快速眼動睡眠的夢境則短暫且具有思考性。不同睡眠階段的夢境内容不同，可能是因爲P波的生理作用不同。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：SLEEP
論文：Pontine waves accompanied by short hippocampal sharp wave-ripples during non-rapid eye movement sleep
DOI：doi.org/10.1093/sleep/zsad193
