Sci Rep：科学家发现人类深层脑电波的新起源

在人类和啮齿类动物非快速眼动睡眠（non-REM sleep）期间，脑电图头皮记录（EEG scalp recordings）会出现纺锤状振荡波，这些10-16赫兹的振荡与此前清醒期间的时间之间的关联或许在记忆巩固中扮演着重要角色；人类和啮齿类动物大脑中的深度电极能记录贯穿大脑皮层和海马体的强烈纺锤波，其或许起源于下丘脑中，然而，海马体的纺锤体振荡的来源和目标，目前研究人员尚不清楚。

近日，一篇发表在国际杂志Scientific Reports上题为“Spindle oscillations in communicating axons within a reconstituted hippocampal formation are strongest in CA3 without thalamus”的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究发现了对机体深度睡眠非常重要的两种关键脑电波的来源：慢波（slow waves）和睡眠纺锤波（sleep spindles），传统上认为其起源于连接下丘脑和大脑皮层的特殊大脑回路，本文研究结果表明，海马体的记忆中心的轴突或许发挥着重要作用。

几十年来，研究人员认为慢波和睡眠纺锤波是机体深度睡眠的基本要素，其能通过头皮上的脑电图记录来进行测量，然而，这项研究中，研究人员在海马体的这些脑电波中揭示了一种新的来源，且能在单个轴突中对其进行测定。研究者指出，慢波和睡眠纺锤波起源于海马体3区域的轴突中，这些电压振荡并不依赖于神经元的尖峰活动而发生，这或许就挑战了当前关于这些脑电波产生的相关理论。研究者Mengke Wang说道，我们研究揭示了深度睡眠大脑活性中一种此前未被识别的方面，如今我们已经发现，通常情况下与记忆形成相关的海马体在产生慢波和睡眠纺锤波过程中或许扮演着重要角色，这或许就为揭示这些脑电波如何支持睡眠期间的记忆处理提供了重要的见解。

科学家发现人类深层脑电波的新起源

图片来源：Scientific Reports (2024). DOI:10.1038/s41598-024-58002-0

随后研究人员还利用创新性技术来观察分离的海马体神经元中的自发纺锤波特性，这些技术包括体外重建海马体亚区和用于单轴突交流的微流控通道技术，相关研究发现表明，纺锤体振荡起源于轴突中的活性离子通道，而不是此前认为的通过体积传导（volume conduction）。在单个海马体轴突中所发现的纺锤体振荡对于理解睡眠期间记忆巩固背后的分子机制铺平了道路，这些发现对于科学家们进行睡眠研究具有非常重要的意义，其能为开发治疗睡眠相关疾病的新方法奠定新的基础。

通过揭开海马体在产生慢波和睡眠纺锤波中的作用，本文研究就扩展了科学家们对于深度睡眠期间大脑活性和其对记忆加工所产生影响的理解，而且这一研究发现也为未来科学家们进一步深入研究探究靶向作用海马体活性从而改善机体睡眠质量和认知功能的治疗潜力奠定了一定的基础。

综上，本文研究结果表明，海马体中陈述性的认知记忆巩固或许与更容易获得与下丘脑运动功能相关的记忆巩固是分开的。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Mengke Wang,Samuel B Lassers,Yash S Vakilna, et al. Spindle oscillations in communicating axons within a reconstituted hippocampal formation are strongest in CA3 without thalamus, Scientific Reports (2024). DOI:10.1038/s41598-024-58002-0