加州大学欧文分校的研究人员发现了深部脑电波的新起源

加州尔湾，2024 年 4 月 10 日 — 加州大学欧文分校（University of California， Irvine）的生物医学工程研究人员发现了一种以前未知的对深度睡眠至关重要的两种关键脑电波的来源：慢波和睡眠纺锤体。传统上认为起源于连接丘脑和皮层的大脑回路，该团队的研究结果今天发表在 《科学报告》上，表明海马体记忆中心的轴突发挥了作用。

几十年来，慢波和睡眠纺锤体已被确定为深度睡眠的基本要素，通过头皮上的脑电图记录进行测量。然而，加州大学欧文分校领导的研究小组揭示了海马体内这些脑电波的新来源，并能够在单个轴突中测量它们。

该研究表明，慢波和睡眠纺锤体可能起源于海马体角氨 3 区域内的轴突。这些电压振荡独立于神经元尖峰活动而发生，挑战了关于这些脑电波产生的现有理论。

“我们的研究揭示了以前未被认识到的深度睡眠大脑活动的一个方面，”主要作者Mengke Wang说，他是加州大学欧文分校生物医学工程专业的前本科生，现在是约翰霍普金斯大学的研究生（Wang在加州大学欧文分校进行了这项研究）。“我们发现，通常与记忆形成相关的海马体在产生慢波和睡眠纺锤体方面起着至关重要的作用，为这些脑电波如何支持睡眠期间的记忆处理提供了新的见解。

该团队利用创新技术 – 包括海马亚区的体外重建和用于单轴突通讯的微流体隧道 – 来观察孤立的海马神经元中的自发纺锤体波。这些发现表明，纺锤体振荡起源于轴突内的活性离子通道，而不是像以前认为的那样通过体积传导。

“在单个海马轴突中发现纺锤体振荡为理解睡眠期间记忆巩固的机制开辟了新的途径，”共同作者，生物医学工程兼职教授Gregory Brewer说。“这些发现对睡眠研究具有重要意义，可能为治疗睡眠相关疾病的新方法铺平道路。

布鲁尔的其他研究机构包括记忆障碍和神经疾病研究所以及学习和记忆神经生物学中心。

通过揭示海马体在产生慢波和睡眠纺锤体中的作用，这项研究扩展了我们对深度睡眠期间大脑活动及其对记忆处理影响的理解。这些发现为未来的研究奠定了良好的基础，探索靶向海马活动以改善睡眠质量和认知功能的治疗潜力。

与布鲁尔和王一起参与这项研究的还有生物医学工程名誉教授William Tang，该研究得到了UCI基金会的财政支持;布莱斯·曼德（Bryce Mander），精神病学与人类行为学副教授;塞缪尔·拉瑟斯（Samuel Lassers），生物医学工程研究生研究员。

加州大学欧文分校的“辉煌未来”活动： 2019 年 10 月 4 日公开启动的“辉煌未来”活动旨在提高人们对大学的认识和支持。通过吸引 75,000 名校友并获得 20 亿美元的慈善投资，加州大学欧文分校寻求在学生成功、健康和保健、研究等方面达到新的卓越高度。亨利·萨缪利工程学院在活动的成功中发挥着至关重要的作用。如需了解更多信息，请访问 https://brilliantfuture.uci.edu/the-henry-samueli-school-of-engineering/。

关于加州大学欧文分校：加州大学欧文分校成立于1965年，是著名的美国大学协会的成员，并被《美国新闻与世界报道》评为全美十大公立大学之一。该校园培养了五位诺贝尔奖获得者，并以其学术成就、一流的研究、创新和食蚁兽吉祥物而闻名。在校长霍华德·吉尔曼（Howard Gillman）的领导下，加州大学欧文分校拥有36,000多名学生，并提供224个学位课程。它位于世界上最安全、最具经济活力的社区之一，是奥兰治县的第二大雇主，每年为当地经济贡献 70 亿美元，在全州范围内贡献 80 亿美元。有关加州大学欧文分校的更多信息，请访问 www.uci.edu。

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