חוקרי UC Irvine גילו שגלי מוח חיוניים לשינה עמוקה, שקודם לכן האמינו שהם נוצרים רק על ידי מעגל מוחי ספציפי, מקורם גם בהיפוקמפוס, ומציעים תובנות חדשות לגבי עיבוד זיכרון במהלך השינה.
הבנת פעילות ההיפוקמפוס יכולה לשפר טיפולי שינה וקוגניציה.
חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה, המחלקה להנדסה ביו-רפואית של אירווין, גילו מקור חדש לשני גלי מוח חיוניים – גלים איטיים וציר שינה – שהם קריטיים לשינה עמוקה. בעוד שבאופן מסורתי חשבו שגלי מוח אלו מקורם אך ורק במעגל המחבר את התלמוס והקורטקס, ממצאי הצוות, שפורסמו ב- דוחות מדעייםמציעים שהאקסונים במרכזי הזיכרון של ההיפוקמפוס משחקים תפקיד.
במשך עשרות שנים, גלים איטיים וציר שינה זוהו כמרכיבים חיוניים לשינה עמוקה, הנמדדים באמצעות הקלטות אלקטרואנצפלוגרפיה על הקרקפת. עם זאת, הצוות בראשות UC Irvine חשף מקור חדש של גלי מוח אלה בתוך ההיפוקמפוס והצליח למדוד אותם באקסונים בודדים.
המחקר מדגים שגלים איטיים וצירי שינה יכולים לנבוע מאקסונים באזור הקורנו אמוניס 3 של ההיפוקמפוס. תנודות אלה במתח מתרחשות ללא תלות בפעילות ספייק העצבים, ומאתגרות תיאוריות קיימות לגבי יצירת גלי המוח הללו.
מתודולוגיה וממצאי מחקר
"המחקר שלנו שופך אור על היבט שלא הוכר בעבר של פעילות מוחית בשינה עמוקה", אמרה הסופרת הראשית Mengke Wang, לשעבר סטודנטית לתואר ראשון ב-UC Irvine בהנדסה ביו-רפואית, שכיום היא סטודנטית לתואר שני באוניברסיטת ג'ונס הופקינס (ואנג ביצעה את המחקר ב-UC Irvine ). "גילינו שההיפוקמפוס, הקשור בדרך כלל להיווצרות זיכרון, ממלא תפקיד מכריע ביצירת גלים איטיים וציר שינה, ומציע תובנות חדשות לגבי האופן שבו גלי המוח הללו תומכים בעיבוד זיכרון במהלך השינה."
הצוות השתמש בטכניקות חדשניות – כולל שחזורים במבחנה של תת-אזורים בהיפוקמפוס ומנהרות מיקרופלואידיות לתקשורת אקסון בודד – כדי לצפות בגלי ציר ספונטניים בנוירונים בהיפוקמפוס מבודדים. ממצאים אלו מצביעים על כך שתנודות הציר נובעות מתעלות יונים פעילות בתוך אקסונים, ולא דרך הולכת נפח כפי שחשבו בעבר.
השלכות ומחקר עתידי
"הגילוי של תנודות ציר באקסונים בודדים של ההיפוקמפוס פותח אפיקים חדשים להבנת המנגנונים העומדים בבסיס איחוד הזיכרון במהלך השינה", אמר מחבר שותף גרגורי ברואר, פרופסור עזר להנדסה ביו-רפואית. "לממצאים הללו יש השלכות משמעותיות על חקר השינה, שעלולות לסלול את הדרך לגישות חדשות לטיפול בהפרעות הקשורות לשינה."
השתייכות המחקר הנוספת של ברואר כוללת את המכון להפרעות זיכרון והפרעות נוירולוגיות ואת המרכז לנוירוביולוגיה של למידה וזיכרון.
על ידי חשיפת תפקידו של ההיפוקמפוס ביצירת גלים איטיים וציר שינה, מחקר זה מרחיב את ההבנה שלנו לגבי פעילות המוח במהלך שינה עמוקה והשפעתה על עיבוד הזיכרון. הממצאים מציעים בסיס מבטיח למחקרים עתידיים הבוחנים את הפוטנציאל הטיפולי של התמקדות בפעילות ההיפוקמפוס לשיפור איכות השינה והתפקוד הקוגניטיבי.
הצטרפו ל-Brewer ו-Wang במחקר זה, שקיבל תמיכה כספית מקרן UCI, ויליאם טאנג, פרופסור אמריטוס להנדסה ביו-רפואית; ברייס מנדר, פרופסור חבר לפסיכיאטריה והתנהגות אנושית; וסמואל לסרס, חוקר סטודנטים לתואר שני בהנדסה ביו-רפואית.
