一呼一吸之间,大脑神经元在梦中跟随着呼吸的节奏“加班”

2022-01-25 10:31:12 前瞻网
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神经科学家已经证明,在睡眠期间,呼吸会协调整个大脑的神经元活动。

当我们睡觉时,大脑仍然在加班忙于“保存”当天的重要记忆。为了实现这一点,大脑区域被同步以协调它们之间的信息传输。然而,在多个远程大脑区域之间实现这种同步的机制尚不清楚。传统上,这些机制是在大脑内的相关活动模式中寻找的。日前,LMU 神经科学家 Anton Sirota 教授和 Nikolas Karalis 博士表明,现在已经有足够的证据证明呼吸就像起搏器一样,可以带动不同的大脑区域并使它们相互同步。

呼吸是最持久和最基本的身体节律,对自主神经系统产生强烈的生理作用。它还可以调节广泛的认知功能,例如感知、注意力和思维结构。然而,它对认知功能和大脑的影响机制在很大程度上是未知的。

科学家们在小鼠体内进行了大规模的体内电生理记录,这些记录来自边缘系统的数千个神经元。他们表明,呼吸通过以独立于嗅觉的方式调节这些回路的兴奋性,在所有研究的大脑区域(包括海马、内侧前额叶和视觉皮层、丘脑、杏仁核和伏隔核)中改变和协调神经元活动。研究院Karalis表示:“因此,我们能够证明存在一种新颖的非嗅觉脑内机制,该机制解释了呼吸对分布式神经回路的改变,我们将其称为‘呼吸必然放电’”

这种机制介导了这些大脑区域中睡眠相关活动的协调,这对于记忆巩固至关重要,并为皮质-海马回路同步动力学的共同调节提供了手段。根据作者的说法,这些结果代表了向前迈出的重要一步,并为新的机械理论奠定了基础,这些理论将呼吸节律作为记忆巩固期间分布式系统通信的基本机制。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28090-5

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