睡眠纺锤波

睡眠纺锤波是神经振荡活动的爆发，由丘脑网状核(TRN)和其他丘脑核在第2阶段NREM睡眠期间的相互作用产生，频率范围为~11至16Hz（通常为12-14Hz），持续时间0.5秒或更长（通常为0.5-1.5秒）。在TRN中生成后，纺锤体通过由GABA能和NMDA受体介导的谷氨酸能神经传递调节的丘脑-丘脑和丘脑-皮质反馈回路维持并传递到皮层。在所有经过测试的哺乳动物物种和体外细胞中都发现了睡眠纺锤波。

研究支持纺锤波（有时称为“西格玛带”或“西格玛波”）在感觉处理和长期记忆巩固中发挥重要作用。直到最近，人们认为每个睡眠纺锤波振荡在整个新皮质中同时达到峰值。已经确定振荡以围绕新皮质的圆形模式扫过新皮质，在一个区域达到峰值，然后在几毫秒后在相邻区域达到峰值。有人提出这种纺锤体组织允许神经元跨皮质进行交流。波传播的时间尺度与神经元相互通信所需的速度相同。

虽然睡眠纺锤波的功能尚不清楚，但认为它们通过再巩固过程积极参与了夜间陈述性记忆的巩固。在广泛学习陈述性记忆任务后，纺锤体的密度已被证明会增加，并且第2阶段纺锤体活动的增加程度与记忆性能相关。

除其他功能外，纺锤体促进体感发育、丘脑皮层感觉门控、突触可塑性和离线记忆巩固。睡眠纺锤波密切调节大脑与其外部环境之间的相互作用；它们在睡眠期间基本上会缓和对感官刺激的反应。最近的研究表明，纺锤体扭曲了听觉信息向皮层的传递；纺锤体将大脑与睡眠期间的外部干扰隔离开来。另一项研究发现，在睡眠期间重新接触嗅觉线索会启动重新激活，这是长期记忆巩固的重要组成部分，可提高以后的回忆表现。丘脑中产生的纺锤体已被证明有助于在存在破坏性外部声音的情况下入睡。已经发现丘脑中的脑电波活动量与睡眠者保持安宁的能力之间存在相关性。纺锤体在感觉处理和长期记忆巩固中都发挥着重要作用，因为它们是在TRN中产生的。

在睡眠期间，这些纺锤体在大脑中被视为肌肉抽搐后立即爆发的活动。研究人员认为，大脑，尤其是年轻人的大脑，正在学习睡眠时哪些神经控制哪些特定肌肉。

此外，还发现睡眠纺锤波活动与将新信息整合到现有知识以及定向记忆和遗忘（快速睡眠纺锤波）有关。

在NREM睡眠期间，精神分裂症患者产生的脑电波缺乏慢速和快速纺锤波的正常模式。睡眠纺锤波的丧失也是家族性致命失眠症（一种朊病毒病）的一个特征。在疾病中观察到纺锤体密度的变化。有一些研究表明自闭症儿童的睡眠纺锤波会增加。还有一些研究表明癫痫患者缺乏睡眠纺锤波。

睡眠纺锤波在陈述性记忆巩固中起着至关重要的作用，然而，尽管性和月经都会影响睡眠和在线学习期，但大多数研究都忽略了对性的控制。研究表明，女性在陈述性记忆过程中睡眠纺锤波的影响可能会受到调节性月经周期效应的影响。

女性每分钟往往比男性多0.16个睡眠纺锤波（即一个小时内大约多9-10个）。女性在情节、情感和空间记忆以及气味、面部和图片识别方面的优势已被发现。这些差异被认为是由于荷尔蒙的影响，尤其是雌激素的影响。女性性激素雌激素主要影响性成熟和生殖，但也被发现促进其他大脑功能，包括认知和记忆。在女性得分高于男性的口头任务中，女性在黄体中期得分更高，此时女性的雌激素水平高于月经期。最近的一项研究发现，认知回路中局部大脑雌激素的产生可能对记忆的获得和巩固很重要。最近关于雌激素与离线记忆巩固过程之间关系的实验也集中在睡眠纺锤波上。Genzel及其同事确定，月经对陈述和运动表现有影响，这意味着处于黄体中期（高雌激素）的女性比其他女性参与者表现得更好。处于黄体期的女性也是xxx在学习后经历纺锤体增加的参与者，这导致了月经周期的影响可能由纺锤体和女性荷尔蒙介导的结论。