Sinirbilim

Hipokampus Derin Uyku Dalgaları Oluşturur

Özet: Bilim insanları derin uyku için gerekli olan beyin dalgaları için şaşırtıcı yeni bir kaynak keşfetti. Geleneksel olarak farklı bir bölgeden geldiği düşünülen bu dalgaların aynı zamanda hafıza için önemli bir bölge olan hipokampus tarafından da üretildiği ortaya çıktı.

Araştırmacılar, tek sinir liflerindeki bu dalgaları inceleyerek bunların, uykunun anıları nasıl güçlendirdiğiyle bağlantılı olabileceğine inanıyor. Bu keşif, uyku bozukluklarının daha derinlemesine anlaşılmasına kapı açıyor ve potansiyel olarak çığır açıcı yeni tedavilerin önünü açıyor.

Ana unsurlar:

  • Hafızayla bilinen hipokampus, derin uykudaki beyin dalgalarını üretir.
  • Bu dalgalar uyku temelli hafıza birleştirmeyle bağlantılı olabilir.
  • Bulgular uyku bozuklukları için yeni tedavilere yol açabilir.

Kaynak: UC Irvine

Kaliforniya Üniversitesi, Irvine biyomedikal mühendisliği araştırmacıları, derin uyku için hayati önem taşıyan iki temel beyin dalgasının daha önce bilinmeyen bir kaynağını ortaya çıkardı: yavaş dalgalar ve uyku iğcikleri.

Geleneksel olarak talamus ve korteksi birbirine bağlayan bir beyin devresinden kaynaklandığına inanılan ekibin bulguları bugün yayınlandı. Bilimsel Raporlarhipokampusun hafıza merkezlerindeki aksonların bir rol oynadığını öne sürüyor.

Onlarca yıldır yavaş dalgalar ve uyku iğciklerinin, kafa derisindeki elektroensefalografi kayıtları aracılığıyla ölçülen, derin uykunun temel unsurları olduğu belirlendi. Ancak UC Irvine liderliğindeki ekip, bu beyin dalgalarının hipokampus içindeki yeni bir kaynağını ortaya çıkardı ve bunları tek aksonlarda ölçebildi.

Bu uyuyan bir kadını gösteriyor.
Bu araştırma, hipokampusun yavaş dalgalar ve uyku iğcikleri üretmedeki rolünü ortaya çıkararak, derin uyku sırasındaki beyin aktivitesi ve bunun hafıza işleme üzerindeki etkisine dair anlayışımızı genişletiyor. Kredi: Nörobilim Haberleri

Çalışma, yavaş dalgaların ve uyku iğciklerinin hipokampusun cornu ammonis 3 bölgesindeki aksonlardan kaynaklanabileceğini gösteriyor. Gerilimdeki bu salınımlar, nöronal ani artış aktivitesinden bağımsız olarak meydana geliyor ve bu beyin dalgalarının oluşumuyla ilgili mevcut teorilere meydan okuyor.

Biyomedikal mühendisliği alanında eski UC Irvine lisans öğrencisi olan ve şu anda Johns Hopkins Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan baş yazar Mengke Wang, “Araştırmamız, derin uykudaki beyin aktivitesinin daha önce bilinmeyen bir yönüne ışık tutuyor” dedi (Wang, çalışmayı UC Irvine’deyken yürüttü). ).

“Genellikle hafıza oluşumuyla ilişkili olan hipokampüsün, yavaş dalgalar ve uyku iğciklerinin üretilmesinde çok önemli bir rol oynadığını ve bu beyin dalgalarının uyku sırasında hafıza işlemeyi nasıl desteklediğine dair yeni bilgiler sunduğunu keşfettik.”

Ekip, izole edilmiş hipokampal nöronlarda spontan iğ dalgalarını gözlemlemek için hipokampal alt bölgelerin in vitro rekonstrüksiyonları ve tek akson iletişimi için mikroakışkan tüneller dahil olmak üzere yenilikçi teknikler kullandı. Bu bulgular, iğ salınımlarının daha önce düşünüldüğü gibi hacim iletiminden ziyade aksonlar içindeki aktif iyon kanallarından kaynaklandığını göstermektedir.

Biyomedikal mühendisliği yardımcı profesörü Gregory Brewer, “Tek hipokampal aksonlardaki iş mili salınımlarının keşfi, uyku sırasında hafıza konsolidasyonunun altında yatan mekanizmaları anlamak için yeni yollar açıyor” dedi.

“Bu bulguların uyku araştırmaları için önemli sonuçları var ve potansiyel olarak uykuyla ilişkili bozuklukların tedavisinde yeni yaklaşımların önünü açıyor.”

Brewer’ın diğer araştırma bağlantıları arasında Bellek Bozukluğu ve Nörolojik Bozukluklar Enstitüsü ve Öğrenme ve Bellek Nörobiyolojisi Merkezi bulunmaktadır.

Bu araştırma, hipokampusun yavaş dalgalar ve uyku iğcikleri üretmedeki rolünü ortaya çıkararak, derin uyku sırasındaki beyin aktivitesi ve bunun hafıza işleme üzerindeki etkisine dair anlayışımızı genişletiyor.

Bulgular, uyku kalitesini ve bilişsel işlevi iyileştirmek için hipokampal aktiviteyi hedeflemenin terapötik potansiyelini araştıran gelecekteki çalışmalar için umut verici bir temel sunuyor.

UCI Vakfı’ndan mali destek alan bu çalışmada Brewer ve Wang’a biyomedikal mühendisliği fahri profesörü William Tang; Bryce Mander, psikiyatri ve insan davranışı alanında doçent; ve Samuel Lassers, biyomedikal mühendisliği alanında yüksek lisans öğrencisi araştırmacı.

Bu uyku ve hafıza araştırması haberi hakkında

Soyut

Yeniden yapılandırılmış bir hipokampal formasyon içindeki iletişim halindeki aksonlardaki iğ salınımları, talamusun olmadığı CA3’te en güçlüdür

İnsan ve kemirgenlerin REM dışı uykusu sırasında EEG kafa derisi kayıtlarında iğ şeklindeki salınım dalgaları ortaya çıkıyor. Bu 10-16 Hz salınımların önceki uyanıklık sırasındaki olaylarla ilişkilendirilmesi, hafızanın pekiştirilmesinde bir rol olduğunu düşündürmektedir.

Beyindeki insan ve kemirgen derinlik elektrotları, korteks ve hipokampus boyunca güçlü iğcikleri kaydeder ve olası kökenleri talamustan gelir. Ancak hipokampustan gelen iş mili salınımlarının kaynağı ve hedefleri belirsizdir.

Burada, bir mikroelektrot dizisinin üstüne monte edilmiş alt bölgeler arasındaki tek akson iletişimi için ayrı mikroakışkan tünellerle hipokampal formasyonun dört alt bölgesinin in vitro yeniden yapılandırılmasını kullandık.

Alt bölgeler arasında geçen tek aksonlarda ve bu alt bölgelerdeki bireysel nöronlardan 10-16 Hz’de kendiliğinden 400-1000 ms uzunluğunda iğ dalgaları kaydettik. İğler yavaş dalgaların içine yerleştirilmişti.

En yüksek genlikler ve en sık görülen oluşum, CA1’e ileri besleme aksonları ve DG’ye geri besleme aksonları gönderen CA3 nöronlarındaki kökenleri göstermektedir. İğlerin iletim hızları sivri uçlara göre %50-70 daha yavaştı ve sivri uçlara karşı faz kilitli değildi; bu da iş mili mekanizmalarının aksiyon potansiyellerinden bağımsız olduğunu düşündürür.

Bu nedenle hipokampustaki bildirimsel-bilişsel anıların pekiştirilmesi, talamik motor fonksiyonla ilgili anıların daha kolay erişilebilir birleştirilmesinden ayrı olabilir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/hippocampus-sleep-waves-memory-25897/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu