研究人員發現掌管深度睡眠的關鍵腦電波的起源

美國加利福尼亞大學歐文分校的研究人員發現， 深度睡眠的關鍵腦電波以前被認為只由特定的大腦回路產生， 而這些腦電波也來自海馬體， 這為人們了解睡眠期間的記憶處理提供了新的視角。

了解海馬體的活動可以改善睡眠和認知療法。美國加利福尼亞大學歐文分校生物醫學工程系的研究人員發現了對深度睡眠至關重要的兩種基本腦電波——慢波和睡眠紡錘波的新來源。傳統上，人們認為這些腦電波僅起源于連接丘腦和大腦皮層的回路，研究小組的發現表明，海馬體記憶中心的軸突也在其中發揮了作用。

幾十年來，慢波和睡眠紡錘波一直被認為是深度睡眠的基本要素，是通過頭皮上的腦電圖記錄測量到的。然而，美國加利福尼亞大學歐文分校領導的研究小組在海馬體中發現了這些腦電波的新來源，并能在單個軸突中測量它們。

該研究證明，慢波和睡眠棘波可能源自海馬角3區的軸突。這些電壓振蕩的發生與神經元的尖峰活動無關，這對有關這些腦電波產生的現有理論提出了挑戰。

“我們的研究揭示了深度睡眠大腦活動中一個以前未被認識到的方面”，第一作者、前加利福尼亞大學歐文分校生物醫學工程專業本科生、現約翰霍普金斯大學研究生王夢柯說。“我們發現，通常與記憶形成有關的海馬體在產生慢波和睡眠棘波方面起著至關重要的作用，這為我們了解這些腦電波如何在睡眠期間支持記憶處理提供了新的視角。”

研究小組利用創新技術，包括體外重建海馬亞區和用于單軸突通信的微流體隧道，觀察了離體海馬神經元的自發紡錘波。這些發現表明，紡錘形振蕩源于軸突內活躍的離子通道，而非之前認為的通過體積傳導。

生物醫學工程兼職教授格雷戈里·布魯爾說：“在單個海馬軸突中發現紡錘振蕩為了解睡眠期間記憶鞏固的內在機制開辟了新途徑。這些發現對睡眠研究具有重大意義，有可能為治療睡眠相關疾病的新方法鋪平道路。”

布魯爾的其他研究機構包括記憶損傷和神經系統疾病研究所以及學習和記憶神經生物學中心。

通過揭示海馬在產生慢波和睡眠漩渦中的作用，這項研究拓展了我們對大腦在深度睡眠期間的活動及其對記憶處理的影響的認識。這些發現為今后探索針對海馬活動的治療潛力、改善睡眠質量和認知功能的研究奠定了良好的基礎。（ 綜合整理報道）（策劃/羅媛）