Дослідники з відділу біомедичної інженерії Каліфорнійського університету в Ірвайні виявили нове походження двох важливих мозкових хвиль — повільних хвиль і веретена сну, — які мають вирішальне значення для глибокого сну. Хоча традиційно вважалося, що ці мозкові хвилі походять виключно від ланцюга, що з’єднує таламус і кору головного мозку, висновки команди, опубліковані в Scientific Reports, припускають, що аксони в центрах пам’яті гіпокампу відіграють певну роль. Протягом десятиліть повільні хвилі та веретена сну вважалися основними елементами глибокого сну, виміряними за допомогою записів електроенцефалографії на шкірі голови. Однак команда під керівництвом Каліфорнійського університету в Ірвайні виявила нове джерело цих мозкових хвиль у гіпокампі та змогла виміряти їх в окремих аксонах. Дослідження демонструє, що повільні хвилі та веретена сну можуть походити від аксонів у зоні cornu ammonis 3 гіпокампу. Ці коливання напруги відбуваються незалежно від імпульсної активності нейронів, що кидає виклик існуючим теоріям про генерацію цих мозкових хвиль. Методологія дослідження та результати «Наше дослідження проливає світло на раніше невідомий аспект мозкової активності під час глибокого сну», — сказав провідний автор Менгке Ванг, колишній студент бакалаврату біомедичної інженерії Каліфорнійського університету в Ірвайні, який зараз є аспірантом Університету Джона Хопкінса (Ванг проводив дослідження під час навчання в Каліфорнійському університеті в Ірвайні ). «Ми виявили, що гіпокамп, зазвичай пов’язаний із формуванням пам’яті, відіграє вирішальну роль у генеруванні повільних хвиль і веретен сну, пропонуючи нове розуміння того, як ці мозкові хвилі підтримують обробку пам’яті під час сну». Команда використовувала інноваційні методи, включаючи in vitro реконструкцію субрегіонів гіпокампа та мікрофлюїдні тунелі для зв’язку одного аксона, щоб спостерігати спонтанні хвилі веретена в ізольованих нейронах гіпокампа. Ці знахідки свідчать про те, що коливання веретена походять від активних іонних каналів в аксонах, а не через об’ємну провідність, як вважалося раніше. Наслідки та майбутні дослідження «Відкриття коливань веретена в окремих аксонах гіпокампу відкриває нові шляхи для розуміння механізмів, що лежать в основі консолідації пам’яті під час сну», — сказав співавтор Грегорі Брюер, ад’юнкт-професор біомедичної інженерії. «Ці висновки мають значне значення для дослідження сну, потенційно прокладаючи шлях до нових підходів до лікування розладів, пов’язаних зі сном». Інші дослідницькі філії Брюера включають Інститут погіршення пам’яті та неврологічних розладів і Центр нейробіології навчання та пам’яті. Розкриваючи роль гіпокампу в генеруванні повільних хвиль і веретен сну, це дослідження розширює наше розуміння активності мозку під час глибокого сну та його впливу на обробку пам’яті. Отримані результати пропонують багатообіцяючу основу для майбутніх досліджень, які вивчатимуть терапевтичний потенціал впливу на діяльність гіпокампа для покращення якості сну та когнітивних функцій.