ارتباط نزدیک سیگنال‌های حافظه مغز با میزان قند خون
به نقل از مدیکال اکسپرس، یک مطالعه جدید روی موش‌ها نشان می‌دهد مجموعه‌ای از سیگنال‌های مغزی که به شکل گیری خاطرات کمک می‌کند ممکن است بر سطح قند خون نیز تاثیر بگذارد.
محققان در دانشکده پزشکی گروسمن نیویورک (NYU ) کشف کردند یک الگوی سیگنالینگ عجیب در ناحیه مغز به نام هیپوکامپ که توسط مطالعات گذشته با شکل گیری حافظه مرتبط شده است، بر متابولیسم نیز تاثیر می‌گذارد، فرآیندی که در آن مواد مغذی رژیم غذایی به قند خون (گلوکز) تبدیل و تأمین می‌شوند.
این مطالعه حول سلول‌های مغزی به نام نورون‌ها می‌چرخد که برای انتقال پیام‌ها تولید پالس‌های الکتریکی می‌کنند. محققان در سال‌های اخیر دریافتند که جمعیت نورون‌های هیپوکامپ در عرض چند میلی ثانیه از یکدیگر در چرخه‌ای با الگوی شلیک «موج تیز» به شکلی که هنگام گرافیکی توسط EEG گرفته می‌شود، شلیک می‌شوند، فناوری‌ای که فعالیت مغز را با الکترود ثبت می‌کند.
در مطالعه جدیدی که در ۱۱ آگوست در نشریه نیچر منتشر شد، یک مطالعه جدید نشان داد که خوشه‌های موج تیز هیپوکامپ با کاهش سطح قند خون در بدن موش‌ها در عرض چند دقیقه قابل اطمینان دنبال می‌شود. در حالی که جزئیات باید تایید شود، یافته‌ها نشان می‌دهد که موج تیز ممکن است زمان انتشار هورمون‌ها از جمله انسولین توسط پانکراس، کبد و سایر هورمون‌ها توسط غده هیپوفیز را تنظیم کند.
استاد بیگز در گروه عصب شناسی و فیزیولوژی در NYU Langone می‌گوید: مطالعه ما اولین موردی است که نشان می‌دهد چگونه خوشه‌های سلول‌های مغزی در هیپوکامپ مستقیما متابولیسم را تنظیم می‌کند.
بوزاکی، یکی از اعضای هیئت علمی موسسه علوم اعصاب در NYU Langone، می‌گوید: ما نمی‌گوییم که هیپوکامپ تنها بازیگر در این فرآیند است، اما ممکن است مغز از طریق موج‌های شدید موجی در این مورد نقش داشته باشد.
انسولین که در حفظ سطح طبیعی قند خون شناخته شده است، توسط سلول‌های لوزالمعده نه به طور مداوم، بلکه به صورت دوره‌ای و متوالی ترشح می‌شود.
نویسندگان این مطالعه می‌گویند موج شدید عمدتا در حین حرکت غیر سریع چشم (NREM) رخ می‌دهد، بنابراین تاثیر اختلال خواب بر امواج موج شدید ممکن است ارتباط مکانیکی بین خواب ضعیف و سطح بالای قند خون در دیابت نوع ۲ را ایجاد کند.
کار قبلی این تیم نشان می‌داد که امواج «موج تیز» در ذخیره دائمی خاطرات هر روز در همان شب در هنگام خواب NREM نقش دارند و مطالعه او در سال ۲۰۱۹ نشان داد که موش‌ها هنگامی که امواج به طور تجربی طولانی می‌شوند، سریعتر یاد می‌گیرند که چگونه در پیچ و خم حرکت کنند.
دیوید تینگلی، نویسنده، پژوهشگر، دکترای فوق تخصص نیز در این باره می‌گوید: شواهد نشان می‌دهد که مغز به دلایل کارآیی تکامل یافته است تا از سیگنال‌های یکسانی برای دستیابی به دو عملکرد متفاوت از نظر حافظه و تنظیم هورمونی استفاده کند.
محققان می‌گویند که هیپوکامپ به دلیل اتصال به سایر مناطق مغزی، ناحیه مغزی مناسب برای نقش‌های متعدد است و نورون‌های هیپوکامپ پروتئین‌های سطحی زیادی (گیرنده) حساس به سطوح هورمونی دارند، بنابراین می‌توانند فعالیت خود را به عنوان بخشی از آن تنظیم کنند. حلقه‌های بازخورد یافته‌های جدید نشان می‌دهد که امواج هیپوکامپ سطح گلوکز خون را به عنوان بخشی از چنین حلقه‌ای کاهش می‌دهد.
تینگلی می‌افزاید: حیوانات ابتدا می‌توانستند سیستمی را برای کنترل ترشح هورمون در چرخه‌های موزون ایجاد کنند، اما بعدها هنگامی که مغز پیچیده تری یافتند، همان مکانیسم را روی حافظه اعمال کردند.
داده‌های مطالعه همچنین نشان می‌دهد که سیگنال‌های موج تیز هیپوکامپ به هیپوتالاموس منتقل می‌شود که به منظور عصب دهی و تاثیر بر لوزالمعده و کبد از طریق یک ساختار مغز متوسط به نام تیغه جانبی عمل می‌کنند.
محققان دریافتند امواج ممکن است فقط از نظر دامنه (میزان شلیک نورون‌های هیپوکامپ به یک باره) بر تیغه جانبی و نه به ترتیب ترکیب موج‌ها که ممکن است با رسیدن سیگنال‌های آن‌ها به قشر، خاطرات را رمزگذاری کند، تاثیر بگذارد.
مطابق با این نظریه، موج‌های کوتاه مدت که در خوشه‌های بیشتر از ۳۰ دقیقه رخ داد، همانطور که در خواب NREM مشاهده شد، باعث کاهش سطح گلوکز محیطی چندین برابر بزرگتر از موج‌های جدا شده شد. نکته مهم این است که خاموش کردن سپتوم جانبی تاثیر امواج موج تیز هیپوکامپ را بر گلوکز محیطی را از بین برد.
برای تایید اینکه الگو‌های شلیک هیپوکامپ باعث کاهش سطح گلوکز می‌شود، تیم از فناوری موسوم به اپتوژنتیک برای ایجاد موج مصنوعی با مهندسی مجدد سلول‌های هیپوکامپ به منظور ایجاد کانال‌های حساس به نور استفاده کرد. تاباندن نور به این گونه سلول‌ها از طریق الیاف شیشه باعث ایجاد موج‌هایی مستقل از رفتار یا وضعیت مغز موش (مانند استراحت یا بیدار شدن) می‌شود. موج‌های مصنوعی مشابه با نمونه‌های طبیعی خود، سطح قند را کاهش می‌دهند.
با پیشروی، تیم تحقیق به دنبال گسترش نظریه خود مبنی بر اینکه چندین هورمون می‌توانند تحت تاثیر موج تیز شبانه قرار بگیرند، از جمله کار در بیماران انسانی است.
بوزاکی می‌گوید تحقیقات آینده همچنین ممکن است دستگاه‌ها یا درمان‌هایی را نشان دهد که می‌توانند موج‌ها را برای کاهش قند خون و بهبود حافظه تنظیم کنند.
