2026年10月19日，国际学术期刊Neuron在线发表了题为《An Acetylcholine-Inhibited Sleep-Active Hippocampal Interneuron Orchestrates Memory Consolidation》的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐敏研究团队与上海交通大学医学院松江研究院彭婉玲研究组合作完成。研究团队发现了一类在NREM睡眠期间特异性活跃的海马中间神经元，这类神经元在尖波涟漪调控和记忆巩固中发挥着关键作用，为理解睡眠如何调控记忆提供了新的细胞与环路视角。这也是徐敏团队在睡眠与记忆巩固领域的又一重要进展。2025年，该团队曾在《Neuron》发表论文，发现NREM睡眠期间海马依赖空间记忆巩固的关键时间窗口；而本研究则进一步从特定神经元群体及海马局部神经环路的角度，揭示了特异性调控尖波涟漪及睡眠依赖性记忆巩固的神经机制。两项工作从不同层面推进了对睡眠期间记忆巩固机制的理解。

睡眠如何帮助大脑巩固记忆？

人的一生约有三分之一的时间在睡眠中度过。睡眠不仅帮助机体恢复，更是大脑巩固白天所获信息、形成长期记忆的关键过程。海马是学习与记忆的重要脑区。已有研究表明，在慢波睡眠（NREM）期间，海马会产生一种特殊的高频神经活动——尖波涟漪（sharp-wave ripples, SWRs），这一活动被认为与记忆痕迹的重激活及记忆巩固密切相关。然而，在复杂的海马神经网络中，究竟是哪些细胞在调控尖波涟漪、进而影响睡眠依赖的记忆巩固，目前仍没有明确答案。

从乙酰胆碱信号中寻找睡眠活跃的神经元

海马中间神经元通过释放抑制性神经递质γ-氨基丁酸（GABA）调节局部神经网络。以往研究发现，部分中间神经元参与尖波涟漪的调控，并与睡眠依赖性记忆巩固密切相关。但研究团队通过系统刻画海马中间神经元的钙活动发现，传统分子标记所识别的中间神经元主要在清醒和快速眼动（REM）睡眠期间高度活跃，这提示它们主要参与清醒及REM相关的海马功能，而非特异性调控慢波睡眠期间的记忆巩固。那么，是否存在特异性调控慢波睡眠期记忆巩固的中间神经元？

研究团队把目光投向了乙酰胆碱信号在睡眠—觉醒周期中的动态变化：在清醒和REM睡眠期间，胆碱能信号相对较强，而在慢波睡眠期间则明显减弱。据此，团队提出一种可能的调控机制：海马中可能存在一类表达抑制性乙酰胆碱受体的中间神经元，其活动受到乙酰胆碱的状态依赖性调控——在清醒和REM睡眠期间，较强的乙酰胆碱信号抑制其活动；而在NREM睡眠期间，随着乙酰胆碱水平下降，这种抑制减弱，神经元活动随之增强。基于这一思路，研究团队进一步设计了针对性的筛选策略，以识别这类具有慢波睡眠相关活动特征的神经元。

结合单细胞转录组数据筛选，研究团队发现表达M2型受体的Chrm2+海马神经元构成一个具有独特分子特征的细胞群体，由此将其初步锁定为目标候选群体。进一步的光纤记录实验证实，Chrm2+海马中间神经元与已知的海马中间神经元截然不同，特异性地在慢波睡眠期间活跃（图1）。

图1 Chrm2+神经元主要在NREM睡眠和安静清醒期间活跃

调控海马网络活动，介导睡眠依赖性记忆巩固

在明确Chrm2+神经元的活动特征后，研究团队进一步结合化学遗传学、光遗传学等技术，探究了其在睡眠依赖性记忆巩固中的作用。实验发现，抑制背侧海马中的Chrm2+神经元会损害空间记忆巩固，而抑制腹侧海马中的同类神经元则会损害社交记忆巩固。这表明，Chrm2+神经元参与不同类型的睡眠依赖性记忆巩固，且其功能具有海马亚区特异性。

在此基础上，研究进一步揭示了Chrm2+神经元调控记忆巩固的环路机制。研究发现，Chrm2+神经元能够调节慢波睡眠期间海马尖波涟漪的发生：激活这类神经元可增加尖波涟漪的发生，而抑制其活动则会减少尖波涟漪的发生。结合电生理记录与环路分析，研究进一步发现，Chrm2+神经元通过局部抑制作用调节海马神经网络的同步活动，这为解释其如何影响尖波涟漪及记忆巩固提供了机制依据。

综上，本研究鉴定了一类在慢波睡眠期间特异性活跃的海马中间神经元，揭示了乙酰胆碱信号对其活动的调控，以及这类神经元在海马尖波涟漪调节和睡眠依赖性记忆巩固中的作用。该研究将神经元的分子特征、睡眠状态相关活动、海马网络动态与记忆行为联系起来，为理解神经调质如何通过调控局部神经环路影响睡眠依赖性记忆巩固提供了新的细胞与环路机制。此外，本研究建立的遗传学研究工具也为进一步探索睡眠调控记忆的神经机制，以及睡眠异常与记忆功能障碍之间的关系提供了研究基础。

图2 Chrm2+神经元介导睡眠期记忆巩固神经环路机制

本研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐敏研究员和上海交通大学医学院松江研究院彭婉玲研究员共同指导，博士研究生封意丽为论文第一作者。研究获得国家自然科学基金委员会“杰出青年基金”和中国科学院“稳定支持基础研究领域青年团队项目”等项目资助。