子科生物報道：紐約大學格羅斯曼醫學院(Grossman School of Medicine)的研究人員發現，在大腦中被稱為海馬體(hippocampus)的區域有一種特殊的信號模式，過去的研究表明，海馬體與記憶形成有關，它也影響新陳代謝，即飲食營養素轉化為血糖(葡萄糖)并作為能量來源供應給細胞的過程。

這項研究圍繞著一種被稱為神經元的腦細胞展開，這種腦細胞“燃燒"(產生電脈沖)來傳遞信息。近年來，研究人員發現，海馬體神經元在數毫秒的周期內相互放電，這種放電模式被稱為“銳波漣漪"，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。

8月11日發表在《自然》雜志(Nature)網站上的一項新研究發現，海馬體的尖銳波波紋群在幾分鐘內確實會導致老鼠體內的血糖水平下降。雖然細節有待證實，但研究結果表明，這些波紋可能會調節胰腺和肝臟釋放激素的時間，可能包括胰島素，以及腦下垂體釋放其他激素的時間。

“我們的研究shou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，"資深研究作者Gy?rgy Buzsáki說，醫學博士，紐約大學朗格尼健康學院神經科學和生理學比格斯教授

“我們并不是說海馬體是這個過程中weiyi的參與者，但大腦可能通過尖銳的波波紋在其中有發言權，"Buzsáki說，他也是紐約大學朗格尼神經科學研究所的教員。

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。該研究的作者說，由于尖波漣漪主要發生在非快速眼動(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yong久存儲每天的記憶，他2019年的研究發現，當波紋被實驗延長時，老鼠學會更快地導航迷宮。

“有證據表明，出于效率的原因，大腦進化了，使用相同的信號來實現兩種截然不同的功能，即記憶和荷爾蒙調節，"通訊作者David Tingley博士說，他是Buzsaki實驗室的博士后學者。

雙重角色

研究人員說，海馬體是一個發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，而且海馬體神經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。新的發現表明，海馬的波紋作為這個循環的一部分降低了血糖水平。

廷利補充說:“動物可能首先發展出一種系統，以有節奏的周期控制激素釋放，但當它們后來發展出更復雜的大腦時，就會將同樣的機制應用到記憶上。"

研究數據還表明，海馬銳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隔的中間大腦結構。研究人員發現，漣漪可能僅僅通過振幅(海馬體神經元同時發出信號的程度)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時對記憶進行編碼。

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

為了證實海馬體放電模式導致葡萄糖水平下降，研究小組使用了一種叫做光遺傳學的技術，通過重新設計海馬體細胞，包括光敏通道，人工誘發漣漪。通過玻璃纖維照射這些細胞會產生與老鼠行為或大腦狀態(如休息或清醒)無關的漣漪。與天然的波紋相似，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，包括通過對人類患者的研究。Buzsaki說，未來的研究可能還會揭示可以調節血糖波動、改善記憶力的設備或療法。

除了廷利和布茲薩基，該研究的作者還有紐約大學朗格尼健康中心的埃金·卡亞、凱瑟琳·麥克萊恩和喬丹·卡彭特。這項研究由美國國立衛生研究院MH122391、U19 NS104590和U19NS107616資助。