據(jù)外媒報道，一項在老鼠身上進行的新研究發(fā)現(xiàn)，一組已知有助于記憶形成的大腦信號可能也會影響血糖水平。來自紐約大學格羅斯曼醫(yī)學院的研究人員發(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模式。

過去的研究表明，海馬體跟記憶形成有關(guān)，另外它還會影響到新陳代謝，即飲食營養(yǎng)素轉(zhuǎn)化為血糖（葡萄糖）并作為能量來源供應(yīng)給細胞的過程。

這項研究圍繞著一種被稱為神經(jīng)元的腦細胞展開，這種腦細胞“燃燒”（產(chǎn)生電脈沖）來傳遞信息。近年來，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”，因為它的形狀被腦電圖描記器(EEG)捕捉到，腦電圖器是一種用電極記錄大腦活動的技術(shù)。

8月11日發(fā)表在《自然》上的一項新研究發(fā)現(xiàn)，海馬體的尖波漣漪群在幾分鐘內(nèi)確實會導致老鼠體內(nèi)的血糖水平下降。雖然細節(jié)有待證實，但研究結(jié)果表明，這些波紋可能會調(diào)節(jié)胰腺和肝臟釋放激素的時間以及腦下垂體釋放其他激素的時間。

“我們的研究首次展示了海馬體中激活的腦細胞簇如何直接調(diào)節(jié)新陳代謝，”這項研究的論文資深研究作者Gy?rgy Buzsáki說道，“我們并不是說海馬體是這個過程中唯一的參與者，但大腦可能通過尖銳的波波紋在其中有發(fā)言權(quán)。”

胰島素是由胰腺細胞釋放的，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(NREM)睡眠期間，睡眠障礙對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制聯(lián)系。

Buzsaki的團隊之前的工作表明，在非快速眼動睡眠期間，尖銳的波波紋參與了在同一天晚上永久存儲每天的記憶，他在2019年展開的研究發(fā)現(xiàn)，當波紋被實驗延長時老鼠學會了在迷宮中更快導航。

“有證據(jù)表明，出于效率的原因，大腦進化了以使用相同的信號來實現(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，海馬體是一個發(fā)揮多種作用的很好的候選大腦區(qū)域，因為它連接到其他大腦區(qū)域，并且海馬體神經(jīng)元有許多對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。新發(fā)現(xiàn)表明，海馬的波紋作為這個循環(huán)的一部分降低了血糖水平。

Tingley說道：“動物可能會首先發(fā)展出一種系統(tǒng)以有節(jié)奏的周期控制激素釋放，但當它們后來發(fā)展出更復雜的大腦時就會將同樣的機制應(yīng)用到記憶上。”

研究數(shù)據(jù)還表明，海馬尖波紋波信號被傳遞到下丘腦，下丘腦被認為支配和影響胰腺和肝臟，但這是通過一個叫做外側(cè)隔的中間大腦結(jié)構(gòu)。研究人員發(fā)現(xiàn)，漣漪可能僅僅通過振幅影響側(cè)隔，而不是波紋組合的順序，后者可能在信號到達皮質(zhì)時會對記憶進行編碼。

跟這一理論相一致的是，在非快速眼動睡眠中出現(xiàn)的每分鐘30次以上的短時間漣漪會導致外周葡萄糖水平的下降，這比單獨的漣漪要大好幾倍。重要的是，關(guān)閉側(cè)隔可以消除海馬尖波波紋對周圍血糖的影響。

為了證實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的技術(shù)，他們重新設(shè)計了海馬體細胞--包括光敏通道、人工誘發(fā)漣漪。通過玻璃纖維照射這些細胞會產(chǎn)生跟老鼠行為或大腦狀態(tài)無關(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，該研究小組將尋求擴展其理論，即幾種激素可能會受到夜間劇烈波動的影響，其中包括通過對人類患者的研究。Buzsaki表示，未來的研究可能還會揭示可以調(diào)節(jié)血糖波動、改善記憶力的設(shè)備或療法。