大脑记忆信号与血糖水平有关

一个已知的大脑信号形成记忆也可能影响血糖水平,一项新的研究发现在老鼠。

格罗斯曼纽约大学医学院的研究人员发现一种特殊的大脑信号模式叫做海马状突起的区域,与过去的研究记忆的形成,也会影响新陈代谢,膳食营养素的过程转化为血糖(葡萄糖)和提供给细胞作为能源。

研究围绕大脑细胞叫做神经元,“火”(产生电脉冲)来传递消息。近年来研究发现海马神经元的数量火在毫秒的周期。射击模式被称为“尖波涟漪”形状需要捕获的图形时,脑电图,与电极记录大脑活动的技术。

发表在自然在8月11日,新的研究发现,集群的海马大幅波涟漪被可靠地跟随在几分钟之内降低血糖水平在老鼠的尸体。虽然细节需要确认,但研究结果表明,波纹可以调节荷尔蒙的释放的时机,可能包括胰岛素由胰腺和肝脏,以及其他由脑下垂体激素。

“我们的研究是第一个显示集群的大脑海马的细胞可以直接调节新陈代谢,“高级研究报告的作者说乔治- Buzsaki,医学博士,比格斯的神经科学教授神经学和生理学纽约大学Langone健康。

“我们并不是说海马体是唯一的球员在这个过程中,但是,大脑可能会通过大幅波涟漪说,“Buzsaki博士说,同样的教员神经科学研究所纽约大学兰贡。

已知的血糖维持在正常水平,胰岛素是胰腺细胞释放的,不是不断,但周期性地爆发。波涟漪一样锋利大多发生在non-rapid眼球运动(NREM),睡眠障碍的影响在大幅波浪涟漪可能会提供一个机械的睡眠不好和高血糖水平之间的联系2型糖尿病,该研究的作者说。

Buzsaki博士的研究小组此前的研究表明尖波涟漪每天参与永久存储的记忆在非快速眼动睡眠,和他的2019年的研究发现,老鼠学习快一个迷宫导航涟漪实验时延长了。

“证据表明,大脑进化,出于效率,使用相同的信号来实现两个不同功能的记忆和激素调节,”大卫·Tingley相应的研究报告的作者说,博士,博士后学者Buzsaki博士的实验室。

双重角色

海马体是一个很好的候选区域多个角色,研究人员说,因为它连接到其他的大脑区域,而且因为海马神经元有很多表面蛋白(受体)对激素敏感,所以他们可以调整他们的活动反馈循环的一部分。新的研究结果表明,海马涟漪降低血糖水平,作为这样的一个循环的一部分。

“动物可能首先开发了一个系统来控制激素释放节奏周期,然后应用相同的机制时内存后开发出一种更复杂的大脑,“Tingley博士补充道。

研究数据也表明,海马大幅波脉动信号传达给下丘脑,这是已知的激发和影响胰腺和肝脏,但通过一个中间大脑结构称为横向隔。研究人员发现,涟漪可能影响外侧隔仅仅通过振幅(海马神经元火一次)的程度,而不是顺序涟漪结合,这可能编码记忆信号到达大脑皮层。

符合这个理论,短期波动发生在每分钟30多个集群,而非快速眼动睡眠期间,诱导减少外围血糖水平几倍孤立的涟漪。重要的是,沉默外侧隔了海马的影响大幅波涟漪在外围葡萄糖。

确认海马发射模式使血糖水平降低,该团队使用的光遗传学技术”,可以人为地引起涟漪再造海马细胞包括光敏频道。闪亮的光通过玻璃纤维等细胞诱发涟漪独立于老鼠的大脑行为或状态(例如,休息或醒着)。类似于自然同行,合成涟漪降低血糖水平。

前进,研究小组将寻求扩大其理论,一些激素可能会影响夜间大幅波涟漪,包括通过在病人身上的工作。未来的研究也可以显示设备或疗法可以调节降低血糖,改善记忆的涟漪,Buzsaki博士说。

参考:

Tingley D,麦克莱恩K,岩石E,木匠J, Buzsaki wave-ripple g .海马的代谢功能锋利。自然。8月11日在线发表,2021:1-5。doi:10.1038 / s41586 - 021 - 03811 - w

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