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一项新的老鼠研究发现，一组有助于记忆形成的大脑信号也可能影响血糖水平
NYU·格罗斯曼医学院的研究人员发现，大脑中被称为海马体的区域的一种特殊信号模式，被过去的研究与记忆形成联系在一起，也影响新陈代谢，即饮食营养转化为血糖(葡萄糖)并作为能量来源提供给细胞的过程
这项研究围绕着被称为神经元的脑细胞展开，这些神经元“开火”(产生电脉冲)传递信息
近年来，研究人员发现，海马神经元群在几毫秒内以循环方式相互放电，这种放电模式被称为脑电图(EEG)以图形方式捕捉时所呈现的形状的“锐波波纹”，EEG是一种用电极记录大脑活动的技术
8月11日在线发表在《自然》杂志上的一项新研究发现，几分钟之内，大鼠体内的血糖水平就会下降，海马区出现一簇簇的锐波涟漪
虽然细节有待证实，但研究结果表明，涟漪可能会调节胰腺和肝脏释放激素的时间，可能包括胰岛素，以及垂体释放其他激素的时间
资深研究作者捷尔吉·布萨基博士说:“我们的研究首次展示了海马体中的脑细胞簇如何直接调节新陈代谢。”
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NYU·兰贡健康中心神经科学和生理学系的比格斯教授 “我们并不是说海马体是这一过程中的唯一参与者，而是说大脑可能通过剧烈的波动在其中拥有发言权，”布萨基说，他也是NYU·兰贡神经科学研究所的教员
众所周知，胰岛素能使血糖保持在正常水平，但它不是持续释放的，而是周期性爆发的
该研究的作者说，由于锐波波动大多发生在非快速眼动(NREM)睡眠期间，睡眠障碍对锐波波动的影响可能为二型糖尿病的睡眠不佳和高血糖水平之间提供了一种机械联系
Buzsaki团队先前的研究表明，在NREM睡眠期间的同一天晚上，锐波波纹参与永久存储每天的记忆，他2019年的研究发现，当波纹实验性地延长时，老鼠学习更快地通过迷宫
相应的研究作者大卫·廷利博士说:“证据表明，出于效率的原因，大脑进化到使用相同的信号来实现记忆和激素调节这两种截然不同的功能。”
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布萨基实验室的博士后学者
双重角色 研究人员说，海马体是扮演多种角色的一个很好的候选大脑区域，因为它连接到其他大脑区域，并且因为海马体神经元有许多对激素水平敏感的表面蛋白(受体)，所以它们可以作为反馈回路的一部分来调节自己的活动
新的发现表明，作为这种循环的一部分，海马涟漪降低了血糖水平
廷利补充说:“动物本可以首先开发出一种系统，以有节奏的周期控制激素的释放，但当它们后来开发出一个更复杂的大脑时，就将同样的机制应用于记忆。”
研究数据还表明，海马的锐波波纹信号被传递到下丘脑，已知下丘脑支配和影响胰腺和肝脏，但通过一种叫做外侧隔的中间大脑结构
研究人员发现，波纹可能仅仅通过振幅(海马神经元立刻放电的程度)而不是波纹结合的顺序来影响外侧隔，后者可能在信号到达皮层时编码记忆
根据这一理论，在NREM睡眠期间出现的每分钟30次以上的短时涟漪，会导致外周葡萄糖水平的下降，比孤立的涟漪大几倍
重要的是，使外侧隔沉默消除了海马锐波波纹对外周葡萄糖的影响
为了证实海马神经元的放电模式导致了葡萄糖水平的下降，研究小组使用了一种叫做光遗传学的技术，通过重新设计海马细胞使其包含光敏通道来人工诱发涟漪
通过玻璃纤维照射到这种细胞上会产生独立于大鼠行为或大脑状态的波纹(例如
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休息或醒来)
与它们的天然对应物相似，合成波纹降低了糖含量
展望未来，研究团队将寻求扩展其理论，即几种激素可能会受到夜间剧烈波动的影响，包括通过对人类患者的研究
Buzsaki说，未来的研究还可能揭示出可以调节涟漪以降低血糖和改善记忆的设备或疗法
除了廷利和布萨基，研究作者还有NYU·朗贡健康中心的艾金·卡亚、凯瑟琳·麦克莱恩和乔丹·卡彭特
这项工作由美国国立卫生研究院资助，资助项目有MH122391、U19 NS104590和U19NS107616
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