據(jù)外媒報(bào)道，一項(xiàng)在老鼠身上進(jìn)行的新研究發(fā)現(xiàn)，一組已知有助于記憶形成的大腦信號(hào)可能也會(huì)影響血糖水平。來(lái)自紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，在大腦中被稱為海馬體的區(qū)域有一種特殊的信號(hào)模式。
過(guò)去的研究表明，海馬體跟記憶形成有關(guān)，另外它還會(huì)影響到新陳代謝，即飲食營(yíng)養(yǎng)素轉(zhuǎn)化為血糖（葡萄糖）并作為能量來(lái)源供應(yīng)給細(xì)胞的過(guò)程。
資料圖
這項(xiàng)研究圍繞著一種被稱為神經(jīng)元的腦細(xì)胞展開，這種腦細(xì)胞“燃燒”（產(chǎn)生電脈沖）來(lái)傳遞信息。近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)，海馬體神經(jīng)元在數(shù)毫秒的周期內(nèi)相互放電，這種放電模式被稱為“尖波漣漪”，因?yàn)樗男螤畋荒X電圖描記器(EEG)捕捉到，腦電圖器是一種用電極記錄大腦活動(dòng)的技術(shù)。
8月11日發(fā)表在《自然》上的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，海馬體的尖波漣漪群在幾分鐘內(nèi)確實(shí)會(huì)導(dǎo)致老鼠體內(nèi)的血糖水平下降。雖然細(xì)節(jié)有待證實(shí)，但研究結(jié)果表明，這些波紋可能會(huì)調(diào)節(jié)胰腺和肝臟釋放激素的時(shí)間以及腦下垂體釋放其他激素的時(shí)間。
“我們的研究首次展示了海馬體中激活的腦細(xì)胞簇如何直接調(diào)節(jié)新陳代謝，”這項(xiàng)研究的論文資深研究作者Gy?rgy Buzsáki說(shuō)道，“我們并不是說(shuō)海馬體是這個(gè)過(guò)程中唯一的參與者，但大腦可能通過(guò)尖銳的波波紋在其中有發(fā)言權(quán)。”
胰島素是由胰腺細(xì)胞釋放的，但不是持續(xù)的而是周期性的爆發(fā)。研究人員們表示，由于尖波漣漪主要發(fā)生在非快速眼動(dòng)(NREM)睡眠期間，睡眠障礙對(duì)尖波漣漪的影響可能在睡眠質(zhì)量差和2型糖尿病患者的高血糖水平之間提供了一種機(jī)制聯(lián)系。
Buzsaki的團(tuán)隊(duì)之前的工作表明，在非快速眼動(dòng)睡眠期間，尖銳的波波紋參與了在同一天晚上永久存儲(chǔ)每天的記憶，他在2019年展開的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)波紋被實(shí)驗(yàn)延長(zhǎng)時(shí)老鼠學(xué)會(huì)了在迷宮中更快導(dǎo)航。
“有證據(jù)表明，出于效率的原因，大腦進(jìn)化了以使用相同的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種截然不同的功能，即記憶和荷爾蒙調(diào)節(jié)，”論文通訊作者David Tingley博士指出。
雙重角色
研究人員稱，海馬體是一個(gè)發(fā)揮多種作用的很好的候選大腦區(qū)域，因?yàn)樗B接到其他大腦區(qū)域，并且海馬體神經(jīng)元有許多對(duì)激素水平敏感的表面蛋白（受體），因此它們可以作為反饋回路的一部分調(diào)整自己的活動(dòng)。新發(fā)現(xiàn)表明，海馬的波紋作為這個(gè)循環(huán)的一部分降低了血糖水平。
Tingley說(shuō)道：“動(dòng)物可能會(huì)首先發(fā)展出一種系統(tǒng)以有節(jié)奏的周期控制激素釋放，但當(dāng)它們后來(lái)發(fā)展出更復(fù)雜的大腦時(shí)就會(huì)將同樣的機(jī)制應(yīng)用到記憶上?！?/p>
研究數(shù)據(jù)還表明，海馬尖波紋波信號(hào)被傳遞到下丘腦，下丘腦被認(rèn)為支配和影響胰腺和肝臟，但這是通過(guò)一個(gè)叫做外側(cè)隔的中間大腦結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，漣漪可能僅僅通過(guò)振幅影響側(cè)隔，而不是波紋組合的順序，后者可能在信號(hào)到達(dá)皮質(zhì)時(shí)會(huì)對(duì)記憶進(jìn)行編碼。
跟這一理論相一致的是，在非快速眼動(dòng)睡眠中出現(xiàn)的每分鐘30次以上的短時(shí)間漣漪會(huì)導(dǎo)致外周葡萄糖水平的下降，這比單獨(dú)的漣漪要大好幾倍。重要的是，關(guān)閉側(cè)隔可以消除海馬尖波波紋對(duì)周圍血糖的影響。
為了證實(shí)海馬體放電模式能夠讓葡萄糖水平下降，研究小組使用了一種叫做光遺傳學(xué)的技術(shù)，他們重新設(shè)計(jì)了海馬體細(xì)胞--包括光敏通道、人工誘發(fā)漣漪。通過(guò)玻璃纖維照射這些細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生跟老鼠行為或大腦狀態(tài)無(wú)關(guān)的漣漪。跟天然的波紋相似，合成波紋降低了糖的含量。
接下來(lái)，該研究小組將尋求擴(kuò)展其理論，即幾種激素可能會(huì)受到夜間劇烈波動(dòng)的影響，其中包括通過(guò)對(duì)人類患者的研究。Buzsaki表示，未來(lái)的研究可能還會(huì)揭示可以調(diào)節(jié)血糖波動(dòng)、改善記憶力的設(shè)備或療法。
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