Ondulările din creierul șobolanilor legate de memorie pot reduce, de asemenea, nivelul de zahăr

Valurile de activitate a celulelor nervoase care blochează amintirile pot avea o sarcină neașteptată în afara creierului: scăderea nivelului de zahăr din sânge în organism.

Imediat după o explozie de ondulații în hipocampul unui șobolan, nivelurile de zahăr din alte părți ale corpului au scăzut, arată noi experimente. Rezultatele curbe, publicate pe 11 august în Naturăsugerează că anumite tipuri de activitate cerebrală și metabolism sunt împletite în moduri surprinzătoare și misterioase.

„Această lucrare reprezintă un progres semnificativ în înțelegerea noastră a modului în care hipocampul modulează metabolismul”, spune Elizabeth Gould, neuroștiință la Universitatea Princeton, care nu a fost implicată în studiu.

Tremurele neuronale numite ondulații cu unde ascuțite zig și zag în creierul oamenilor în timp ce aceștia învață lucruri noi și își retrag amintiri (SN: 19/08/19). Ondulurile sunt, de asemenea, proeminente în timpul somnului profund. Mamiferele adormite, păsările și chiar șopârlele cunoscute sub numele de dragoni australieni au aceste explozii de activitate electrică. Se crede că ondulațiile cu unde ascuțite însoțesc activitatea neuronală de transformare a cunoștințelor pe termen scurt în amintiri pe termen lung.

Omul de știință David Tingley s-a întrebat dacă aceste semnale ar putea schimba ceva în afara creierului. Lucrând cu neurologul György Buzsáki de la New York University Grossman School of Medicine și colegii colegi, Tingley, acum la Universitatea Harvard, a montat monitoare continue de glucoză pe spatele șobolanilor. Aceste dispozitive, utilizate de persoanele cu diabet zaharat pentru a monitoriza nivelul de zahăr din lichidul din jurul celulelor, oferă un bun proxy pentru nivelurile de zahăr din sânge. Cercetătorii au măsurat simultan undele cerebrale ale șobolanilor cu electrozi implantați în hipocamp, o structură a creierului care joacă un rol cheie în memorie.

Din când în când, electrozii captau grupuri de ondulații. La aproximativ 10 minute după o criză de ondulații, nivelul zahărului din organism a scăzut, au arătat monitoarele de glucoză. „Am văzut aceste scufundări în al doilea șobolan, și în al treilea șobolan și în al patrulea șobolan”, spune Buzsáki. „A fost super consistent. Mărimea este mică, dar [the dips] sunt mereu acolo.”

Pentru a vedea dacă această conexiune dintre ondulații și scufundările de zahăr a fost o simplă coincidență, cercetătorii au forțat celulele nervoase din hipocamp să se declanșeze ca răspuns la lumină, creând ondulații artificiale. Destul de sigur, după o criză de aceste ondulații forțate, nivelul de zahăr al șobolanilor a scăzut.

Mai mult, atunci când cercetătorii au blocat semnalele ondulate din aval cu un medicament care calmează celulele nervoase dintr-o zonă a creierului numită sept lateral, nivelul zahărului nu a scăzut. Asta sugerează că aceste ondulații trimit semnale care ping-pong prin creier și, în cele din urmă, îi spun corpului să-și reducă zahărul.

„Toate acestea au fost foarte surprinzătoare”, spune Jan Born, un neuroștiință care studiază metabolismul la Universitatea din Tübingen din Germania. S-ar putea să vă așteptați ca un creier ocupat la locul de muncă să solicite mai multă energie, sub formă de zahăr, nu mai puțin, spune Born, care a co-scris un comentariu la noua lucrare în același număr al revistei. Natură. Dar aici, „creierul îi spune corpului: „Nu avem nevoie de atât de multă energie, așa că scădeți cu nivelul de glucoză”. De ce?” spune Born, „Este greu să-i vezi funcția.”

Buzsáki se întreabă dacă aceste ondulații ar fi putut evolua inițial pentru a ajuta metabolismul. „Au fost utile pentru organism mai întâi”, speculează el. Odată cu trecerea timpului, s-ar putea să fi fost obținute valuri în alte lucrări, cum ar fi stocarea în memorie.

Dacă această nouă legătură între undele cerebrale și metabolism există la oameni, ar putea sugera o modalitate de a influența nivelul zahărului prin ajustarea ondulațiilor, spune Buzsáki, o idee care s-ar putea dovedi utilă persoanelor cu diabet sau alte probleme metabolice. Hipocampul este adânc în creier, dar activitatea sa poate fi modificată prin șocuri magnetice sau electrice în zone ale creierului mai ușor de atins. Cu toate acestea, schimbarea ondulațiilor din motive metabolice este o idee îndepărtată, avertizează Buzsáki.