神经元|一呼一吸之间,大脑神经元在梦中跟随着呼吸的节奏“加班”

神经元|一呼一吸之间,大脑神经元在梦中跟随着呼吸的节奏“加班”


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 。
【神经元|一呼一吸之间,大脑神经元在梦中跟随着呼吸的节奏“加班”】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