據外媒報道，一項在老鼠身上進(jìn)行的新研究發(fā)現，一組已知有助于記憶形成的大腦信號可能也會(huì )影響血糖水平。來(lái)自紐約大學(xué)格羅斯曼醫學(xué)院的研究人員發(fā)現，在大腦中被稱(chēng)為海馬體的區域有一種特殊的信號模式。

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)養素轉化為血糖（葡萄糖）并作為能量來(lái)源供應給細胞的過(guò)程。

這項研究圍繞著(zhù)一種被稱(chēng)為神經(jīng)元的腦細胞展開(kāi)，這種腦細胞“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，海馬體神經(jīng)元在數毫秒的周期內相互放電，這種放電模式被稱(chēng)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(dòng)的技術(shù)。

8月11日發(fā)表在《自然》上的一項新研究發(fā)現，海馬體的尖波漣漪群在幾分鐘內確實(shí)會(huì )導致老鼠體內的血糖水平下降。雖然細節有待證實(shí)，但研究結果表明，這些波紋可能會(huì )調節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胞簇如何直接調節新陳代謝，”這項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。”

胰島素是由胰腺細胞釋放的，但不是持續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(dòng)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(kāi)的研究發(fā)現，當波紋被實(shí)驗延長(cháng)時(shí)老鼠學(xué)會(huì )了在迷宮中更快導航。

“有證據表明，出于效率的原因，大腦進(jìn)化了以使用相同的信號來(lái)實(shí)現兩種截然不同的功能，即記憶和荷爾蒙調節，”論文通訊作者David Tingley博士指出。

雙重角色

研究人員稱(chēng)，海馬體是一個(gè)發(fā)揮多種作用的很好的候選大腦區域，因為它連接到其他大腦區域，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整自己的活動(dòng)。新發(fā)現表明，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)展出一種系統以有節奏的周期控制激素釋放，但當它們后來(lái)發(fā)展出更復雜的大腦時(shí)就會(huì )將同樣的機制應用到記憶上。”

研究數據還表明，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(guò)一個(gè)叫做外側隔的中間大腦結構。研究人員發(fā)現，漣漪可能僅僅通過(guò)振幅影響側隔，而不是波紋組合的順序，后者可能在信號到達皮質(zhì)時(shí)會(huì )對記憶進(jìn)行編碼。

跟這一理論相一致的是，在非快速眼動(dòng)睡眠中出現的每分鐘30次以上的短時(shí)間漣漪會(huì )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)閉側隔可以消除海馬尖波波紋對周?chē)堑挠绊憽?/span>

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)，他們重新設計了海馬體細胞--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)對人類(lèi)患者的研究。Buzsaki表示，未來(lái)的研究可能還會(huì )揭示可以調節血糖波動(dòng)、改善記憶力的設備或療法。