Studies in humans and rodents have

Studies in humans and rodents have consistently shown that sleep supports memory consolidation. This research provided the basis for the concept of active system consolidation during sleep. Simplified, the concept assumes a two-stage process of long-term memory formation, where episodic information is first encoded primarily into an initial store represented by the hippocampus. At a second stage, some of the newly encoded representations are reactivated and redistributed such that representations become predominantly stored in an extra-hippocampal circuitry which serves as long-term store. The redistribution of representations from initial to longer-term-storage sites goes along with a qualitative transformation of the representations, specifically the formation of more generalized and abstract representations, which can be flexibly used independent from the context in which they were originally acquired. Sleep is thought to support this second stage of memory formation in particular through the slow oscillations of SWS.

Here, we have discussed research on the memory function of sleep from a comparative biological perspective in different taxonomic groups, in order to clarify whether this function represents an evolutionarily conserved core function of sleep. Indeed, we found that sleep produced an enhancing effect on memory for all species that were examined.

Although there is still a lack of research on sleep and memory formation in non-mammalian groups, it appears that in birds SWS coevolved to serve the same function. Strikingly, slow oscillatory activity is required during sleep after filial imprinting in chicks for the stable formation of imprinting memory, linking long-term memory with SWS. Furthermore, studies of filial imprinting in chicks and of song learning in song birds suggest the view that sleep supports the redistribution of memories from networks serving as the initial storage of information to different networks serving as a long-term store (summarized in Fig. 2). Additionally, electrophysiological recordings in song birds have suggested that the putative redistribution originates from neuronal reactivations of memory representations during sleep. Although there is no evidence for a separate SWS stage in invertebrates, spatial learning in bees revealed hints that sleep might favor qualitative transformations of newly acquired memory representation. Bees after sleep had a higher probability of returning to their hive from a newly learned place suggesting that sleep enhances integrative spatial mapping. Furthermore, studies in bees demonstrated the selectivity of sleep-dependent memory formation, with sleep strengthening extinction memory but leaving unaffected the original classical conditioned proboscis extension response.

Collectively, these observations indicate that cornerstones of the active system consolidation process during sleep – i.e., neuronal reactivations, redistribution of representations, qualitative transformations, and the selectivity of consolidation – can be identified not only in mammals but also in birds and invertebrates. Thus, the concept might indeed either describe an evolutionarily conserved process of memory formation associated with sleep, or be an example of evolutionary convergence pointing at a fundamental need. If so, then the central question arises: What is the adaptive advantage of using sleep for consolidating memory? Presently, this question cannot be clearly answered. If we assume that the storage capacities of the nervous system are limited and thus do not suffice for representing the complexity of environmental conditions as a whole, then there is a basic need to reduce information. The transformation of memory during active system consolidation might solve this problem by producing more general, abstract, and schema-like representations that lack contextual detail, and by favoring the formation of memories for the gist of an experience that is relevant to advance future adaptive behavior (Inostroza and Born, 2013, Kumaran and McClelland, 2012 and Wilhelm et al., 2011a). Shifting system consolidation to the offline period of sleep basically enables the abstraction of gist memory in conditions unbiased by external stimulus inputs. Because the same networks that are used for system consolidation in a two stage memory system are also used for acute processing of environmental stimuli during wakefulness, ongoing processing of environmental inputs would bear the risk that external stimuli interfere and disturb the effective abstraction of gist from previous experience.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การศึกษาในมนุษย์และหนูได้แสดงให้เห็นว่า นอนรองรับการรวมหน่วยความจำ งานวิจัยนี้ให้ข้อมูลพื้นฐานสำหรับแนวคิดของการรวมระบบที่ใช้งานอยู่ระหว่างการนอนหลับ จีนกลาง แนวคิดสมมติกระบวนการสองขั้นตอนของการสร้างหน่วยความจำระยะยาว ซึ่งข้อมูลหลักที่มีการเข้ารหัสครั้งแรกหลักลงในเก็บเริ่มต้นที่แสดง โดยฮิบโป ในขั้นตอนที่สอง บางแทนที่เข้ารหัสใหม่เปิด และแจกจ่ายให้แทนเป็นส่วนใหญ่เก็บไว้ในวงจรการเสริมฮิปโปแคมปัสซึ่งเป็นร้านค้าระยะยาว แจกของแทนจากเริ่มต้นไปยังเว็บไซต์ longer ระยะเก็บไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพของแทน โดยเฉพาะการก่อตัวของเพิ่มเติมทั่วไป และเป็นนามธรรมแทน ซึ่งสามารถใช้เป็นอิสระจากบริบทซึ่งเดิมสินทรัพย์ นอนหลับเป็นความคิดที่สนับสนุนนี้ขั้นตอนที่สองของการก่อตัวหน่วยความจำโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านแกว่งช้าของ SWSที่นี่ เราได้กล่าวถึงงานวิจัยฟังก์ชั่นหน่วยความจำของการนอนหลับจากมุมมองทางชีวภาพเปรียบเทียบในกลุ่มอนุกรมวิธานที่แตกต่างกัน เพื่อชี้แจงว่าฟังก์ชันนี้แสดงฟังก์ชันการภัต evolutionarily หลักของการนอนหลับ แน่นอน เราพบว่า นอนหลับผลิตผลการเสริมสร้างหน่วยความจำสำหรับทุกสายพันธุ์ที่ถูกตรวจสอบแม้ว่ายังคงมีการขาดการวิจัยในการนอนหลับและหน่วยความจำในกลุ่มไม่ใช่เลี้ยงลูกด้วยนม ปรากฏว่า ในนก SWS coevolved ให้บริการฟังก์ชันเดียวกัน อันโดดเด่น กิจกรรมช้า oscillatory จำเป็นระหว่างการนอนหลับหลังจากงานสกรีนพิมพ์ filial ในลูกไก่สำหรับการสร้างเสถียรภาพ imprinting หน่วยความจำ การเชื่อมโยงความจำระยะยาวกับ SWS นอกจากนี้ การศึกษา ของงานสกรีนพิมพ์ filial ในลูกไก่ และการเรียนรู้ในเพลงนกเพลงแนะนำดูว่า นอนหลับสนับสนุนกระจายความทรงจำจากเครือข่ายที่ให้บริการเป็นการเริ่มต้นเก็บข้อมูลเครือข่ายที่แตกต่างกันเป็นการจัดเก็บระยะยาว (สรุปในรูปที่ 2) นอกจากนี้ บันทึก electrophysiological ในเพลงนกได้แนะนำว่า กระจาย putative เกิดจากเส้นประสาท reactivations ของหน่วยความจำแทนระหว่างการนอนหลับ ถึงแม้ไม่มีหลักฐานสำหรับขั้น SWS แยกต่างหากในไม่มีกระดูกสันหลัง การเรียนรู้เชิงพื้นที่ในผึ้งเปิดเผยคำแนะนำว่า นอนหลับอาจชอบแปลงเชิงคุณภาพของการแสดงหน่วยความจำที่ซื้อมาใหม่ ผึ้งหลังจากนอนหลับมีโอกาสกลับมายังรังของพวกเขาจากสถานเรียนรู้ใหม่ ๆ มาแนะนำว่า นอนหลับช่วยเพิ่มแมปบูรณาการเชิงพื้นที่ นอกจากนี้ ศึกษาในผึ้งแสดงให้เห็นวิธีการสร้างหน่วยความจำขึ้นอยู่กับการนอนหลับ มีการนอนหลับเสริมสร้างความจำสูญพันธุ์ แต่ออกจากผลกระทบการตอบสนองต่องวงคลาสสิคปรับเดิมโดยรวม ข้อสังเกตเหล่านี้บ่งชี้ว่า เสาหลักของการรวมระบบงานประมวลผลระหว่างการนอนหลับ – reactivations ประสาท ห้ามแทน การแปลงเชิงคุณภาพ เช่น และวิธีของการรวมบัญชี-สามารถระบุไม่เพียง ในการเลี้ยงลูกด้วยนม แต่ยังอยู่ ในนกและไม่มีกระดูกสันหลัง ดังนั้น แนวคิดอาจจริงอธิบายกระบวนการภัต evolutionarily ของการก่อตัวหน่วยความจำที่เกี่ยวข้องกับการนอนหลับ หรือตัวอย่างของวิวัฒนาการบรรจบกันที่ชี้ไปที่ความต้องการพื้นฐาน ถ้าดังนั้น แล้วถามเกิด: ประโยชน์ปรับตัวของการใช้นอนหลับสำหรับการรวมหน่วยความจำคืออะไร ปัจจุบัน คำถามนี้ไม่สามารถจะตอบได้อย่างชัดเจน ถ้าเราสมมติว่า ความจุของระบบประสาทมีจำนวนจำกัด และจึง ไม่พอเพียงสำหรับการแสดงความซับซ้อนของสภาพแวดล้อมทั้งหมด แล้วมีความจำเป็นพื้นฐานเพื่อลดข้อมูล การเปลี่ยนแปลงของหน่วยความจำระบบที่ใช้งานอยู่รวมอาจแก้ปัญหานี้ โดยการผลิตเพิ่มเติมทั่วไป นามธรรม และแบบแผนเหมือนแทนที่ขาดรายละเอียดตามบริบท และนิยมความจำสำหรับส่วนสำคัญของประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องเพื่อความก้าวหน้าในอนาคตปรับลักษณะการทำงาน (Inostroza และ เกิด 2013, Kumaran และ McClelland, 2012 และ Wilhelm et al. 2011a) ขยับการรวมระบบออฟไลน์ช่วงเวลาของการนอนหลับโดยทั่วไปทำให้นามธรรมความจำใจความสำคัญในสภาพเป็นกลาง โดยปัจจัยกระตุ้นภายนอก เนื่องจากยังใช้เครือข่ายเดียวกันที่ใช้สำหรับการรวมระบบในขั้นตอนที่สองระบบหน่วยความจำ สำหรับประมวลผลเฉียบพลันของสิ่งเร้าสิ่งแวดล้อมระหว่างความตื่นตัว การประมวลผลอย่างต่อเนื่องของปัจจัยสิ่งแวดล้อมจะรับความเสี่ยงในที่สิ่งเร้าภายนอกขัดขวาง และรบกวน abstraction ประสิทธิภาพการจับใจความสำคัญจากประสบการณ์ก่อนหน้านี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การศึกษาในมนุษย์และหนูได้แสดงให้เห็นอย่างต่อเนื่องว่าการนอนหลับสนับสนุนการรวมหน่วยความจำ งานวิจัยนี้เป็นพื้นฐานสำหรับแนวคิดของการรวมระบบที่ใช้งานอยู่ในระหว่างการนอนหลับ ประยุกต์แนวคิดถือว่าเป็นกระบวนการที่สองขั้นตอนของการพัฒนาหน่วยความจำระยะยาวซึ่งข้อมูลจะถูกเข้ารหัสหลักการแรกส่วนใหญ่เป็นร้านค้าเริ่มต้นแสดงโดยฮิบโป ในขั้นตอนที่สองบางส่วนของการแสดงเข้ารหัสใหม่จะเปิดใช้งานและแจกจ่ายดังกล่าวว่าการแสดงกลายเป็นที่เก็บไว้ส่วนใหญ่ในวงจรพิเศษ hippocampal ซึ่งทำหน้าที่เป็นร้านค้าในระยะยาว แจกจ่ายของการเป็นตัวแทนจากเริ่มต้นไปในระยะยาวการจัดเก็บเว็บไซต์ไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพของการเป็นตัวแทนโดยเฉพาะการก่อตัวของการแสดงทั่วไปมากขึ้นและนามธรรมซึ่งสามารถนำมาใช้มีความยืดหยุ่นที่เป็นอิสระจากบริบทที่พวกเขาได้รับมา แต่เดิม การนอนหลับเป็นความคิดที่สนับสนุนเรื่องนี้ขั้นตอนที่สองของการก่อตัวหน่วยความจำโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการแกว่งช้าของ SWS.

ที่นี่เราได้กล่าวถึงงานวิจัยเกี่ยวกับฟังก์ชั่นหน่วยความจำของการนอนหลับจากมุมมองทางชีวภาพเปรียบเทียบในกลุ่มการจัดหมวดหมู่ที่แตกต่างกันเพื่อชี้แจงว่าฟังก์ชั่นนี้แสดงให้เห็นถึง อนุรักษ์วิวัฒนาการฟังก์ชั่นหลักของการนอนหลับ อันที่จริงเราพบว่าการนอนหลับที่ผลิตมีผลเพิ่มหน่วยความจำสำหรับทุกชนิดที่ได้รับการตรวจสอบ.

แม้ว่าจะยังคงมีการขาดการวิจัยเกี่ยวกับการนอนหลับและการก่อตัวหน่วยความจำที่อยู่ในกลุ่มที่ไม่ได้เลี้ยงลูกด้วยนมก็ปรากฏว่านก SWS coevolved ที่จะให้บริการฟังก์ชั่นเดียวกัน . เปี๊กิจกรรมแกว่งช้าจะต้องระหว่างการนอนหลับหลังจากประทับกตัญญูในลูกไก่สำหรับการสร้างเสถียรภาพของหน่วยความจำประทับเชื่อมโยงหน่วยความจำระยะยาวกับ SWS นอกจากนี้การศึกษาของประทับกตัญญูในลูกไก่และการเรียนรู้เพลงนกเพลงแนะนำมุมมองว่าการนอนหลับสนับสนุนการกระจายของความทรงจำจากเครือข่ายการให้บริการเป็นที่เก็บข้อมูลเริ่มต้นของข้อมูลไปยังเครือข่ายที่แตกต่างกันให้บริการเป็นร้านค้าในระยะยาว (สรุปในรูปที่ 2. ) นอกจากนี้บันทึก electrophysiological นกเพลงได้ชี้ให้เห็นว่าการกระจายสมมุติมาจาก reactivations เส้นประสาทของการเป็นตัวแทนของหน่วยความจำระหว่างการนอนหลับ ถึงแม้จะมีหลักฐานเวที SWS ที่แยกต่างหากในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีการเรียนรู้เชิงพื้นที่ในผึ้งเปิดเผยคำแนะนำว่าการนอนหลับอาจโปรดปรานการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของการเป็นตัวแทนของหน่วยความจำที่ได้มาใหม่ ผึ้งหลังจากการนอนหลับมีโอกาสสูงที่จะกลับไปที่รังของพวกเขาจากสถานที่เรียนรู้ใหม่แนะนำการนอนหลับที่ช่วยเพิ่มการทำแผนที่เชิงพื้นที่แบบบูรณาการ นอกจากนี้การศึกษาในผึ้งแสดงให้เห็นถึงการคัดสรรของการนอนหลับขึ้นอยู่กับการก่อตัวหน่วยความจำกับการนอนหลับเสริมสร้างความเข้มแข็งของหน่วยความจำการสูญเสีย แต่ออกได้รับผลกระทบการตอบสนองการขยายปรับอากาศงวงคลาสสิกเดิม.

เรียกรวมกันว่าข้อสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าสิ่งสำคัญของกระบวนการการรวมระบบที่ใช้งานอยู่ระหว่างการนอนหลับ - เช่นเส้นประสาท reactivations, การกระจายของการแสดง, การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพและการเลือกของการควบรวมกิจการ - สามารถระบุได้โดยไม่เพียง แต่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วย แต่ยังอยู่ในนกและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ดังนั้นแนวคิดอาจแน่นอนทั้งอธิบายขั้นตอนการอนุรักษ์วิวัฒนาการของการก่อตัวหน่วยความจำที่เกี่ยวข้องกับการนอนหลับหรือเป็นตัวอย่างของการชี้บรรจบวิวัฒนาการที่จำเป็นต้องมีพื้นฐาน ถ้าเป็นเช่นนั้นแล้วคำถามกลางเกิดขึ้น: เป็นข้อได้เปรียบของการใช้การปรับตัวสำหรับการนอนหลับการรวมหน่วยความจำอะไร? ปัจจุบันคำถามนี้ไม่สามารถตอบได้อย่างชัดเจน ถ้าเราคิดว่าการจัดเก็บข้อมูลความจุของระบบประสาทจะถูก จำกัด จึงไม่พอเพียงสำหรับการเป็นตัวแทนของความซับซ้อนของสภาพแวดล้อมโดยรวมแล้วมีความจำเป็นพื้นฐานในการลดข้อมูล การเปลี่ยนแปลงของหน่วยความจำในช่วงการรวมระบบที่ใช้งานอาจจะแก้ปัญหานี้โดยการผลิตทั่วไปมากขึ้นนามธรรมและคีมาเหมือนเป็นตัวแทนที่ขาดรายละเอียดตามบริบทและความนิยมการก่อตัวของความทรงจำสำหรับส่วนสำคัญของประสบการณ์ที่เกี่ยวข้องกับความก้าวหน้าของพฤติกรรมการปรับตัวในอนาคต (Inostroza และเกิด 2013 Kumaran และแมคคลีแลนด์ 2012 และวิลเฮล์ et al., 2011a) ขยับการรวมระบบกับช่วงเวลาแบบออฟไลน์ของการนอนหลับจะช่วยให้พื้นนามธรรมของหน่วยความจำส่วนสำคัญในสภาพที่เป็นกลางโดยปัจจัยการผลิตกระตุ้นภายนอก เพราะเครือข่ายเดียวกันกับที่ถูกนำมาใช้สำหรับการรวมระบบในระบบหน่วยความจำขั้นตอนที่สองนอกจากนี้ยังใช้สำหรับการประมวลผลเฉียบพลันของสิ่งเร้าสิ่งแวดล้อมในระหว่างการตื่นตัวในการประมวลผลอย่างต่อเนื่องของปัจจัยการผลิตด้านสิ่งแวดล้อมจะทนความเสี่ยงที่เร้าภายนอกรบกวนและรบกวนนามธรรมที่มีประสิทธิภาพของเค้าจากก่อนหน้านี้ ประสบการณ์.