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Os sinais da memória do cérebro podem influenciar níveis do açúcar no sangue, achados do estudo do rato

Um grupo de sinais do cérebro conhecidos para ajudar o formulário das memórias pode igualmente influenciar níveis do açúcar no sangue, encontra um estudo novo nos ratos.

Os pesquisadores na Faculdade de Medicina de NYU Grossman descobriram que um teste padrão de sinalização peculiar na região do cérebro chamou o hipocampo, ligaram perto estudos passados à formação da memória, igualmente influenciam o metabolismo, o processo por que os nutrientes dietéticos são convertidos no açúcar no sangue (glicose) e fornecidos às pilhas como uma fonte de energia.

O estudo revolve em torno dos neurónios chamados os neurônios que “despeça” (gere pulsos elétricos) para passar sobre a mensagens. Os pesquisadores descobriram nos últimos anos que as populações do incêndio hippocampal dos neurônios dentro dos milissegundos de se nos ciclos, com o teste padrão do despedimento estão chamadas “uma ondinha da onda afiada” para a forma que tomasse quando capturada gràfica pelo EEG, uma tecnologia que gravasse a actividade de cérebro com eléctrodos.

Publicado em linha na natureza o 11 de agosto, um estudo novo encontrou que os conjuntos de ondinhas hippocampal da onda afiada estiveram seguidos confiantemente dentro de minutos por diminuições em níveis do açúcar no sangue nos corpos dos ratos. Quando os detalhes precisarem de ser confirmados, os resultados sugerem que as ondinhas possam regular o sincronismo da liberação das hormonas, incluindo possivelmente a insulina, pelo pâncreas e pelo fígado, também de outras hormonas pela glândula pituitária.

Nosso estudo é o primeiro para mostrar como os conjuntos de despedimento do neurónio no hipocampo podem directamente regular o metabolismo.”

György Buzsáki, DM, PhD, autor superior do estudo, professor de Biggs no departamento da neurociência e da fisiologia na saúde de NYU Langone

“Nós não estamos dizendo que o hipocampo é o único jogador neste processo, mas que o cérebro pode ter uma palavra nele através das ondinhas da onda afiada,” diz Buzsáki, também um membro da faculdade no instituto da neurociência em NYU Langone.

Sabido para manter o açúcar no sangue a níveis normais, insulina é liberado por pilhas pancreáticos, não continuamente, mas periòdicamente nas explosões. Enquanto as ondinhas da onda afiada ocorrem na maior parte durante o sono não-rápido do movimento (NREM) de olho, o impacto do distúrbio do sono em ondinhas da onda afiada pode fornecer uma relação mecanicista entre pobres dorme e os níveis altos do açúcar no sangue considerados no tipo - o diabetes 2, diz os autores do estudo.

Os trabalhos anteriores pela equipe de Buzsaki tinham sugerido que as ondinhas da onda afiada estivessem envolvidas permanentemente em armazenar as memórias de cada dia a mesma noite durante o sono de NREM, e seu estudo 2019 encontrou que os ratos aprenderam mais rapidamente navegar um labirinto quando as ondinhas foram prolongadas experimental.

A “evidência sugere que o cérebro evolua, em razão da eficiência, para usar os mesmos sinais conseguir duas funções muito diferentes em termos da memória e do regulamento hormonal,” diz o estudo correspondente autor David Tingley, PhD, um erudito cargo-doutoral no laboratório de Buzsaki.

Bivalente

O hipocampo é uma boa região do cérebro do candidato para papéis múltiplos, diz os pesquisadores, devido a sua fiação a outras regiões do cérebro, e porque os neurônios hippocampal têm muitas proteínas de superfície (receptors) sensíveis aos níveis de hormona, assim que eles pode ajustar sua actividade como parte dos laços de feedback. Os resultados novos sugerem que as ondinhas hippocampal reduzam níveis da glicemia como parte de tal laço.

Os “animais poderiam primeiramente ter desenvolvido um sistema para controlar a liberação da hormona em ciclos rítmicos, mas por outro lado aplicado o mesmo mecanismo à memória quando desenvolveram mais tarde um cérebro mais complexo,” adiciona Tingley.

Os dados do estudo igualmente sugerem que os sinais hippocampal da ondinha da onda afiada estão transportados ao hipotálamo, que é sabido para inervar e influenciar o pâncreas e o fígado, mas através de uma estrutura intermediária do cérebro chamada o septo lateral. Os pesquisadores encontraram que as ondinhas podem influenciar o septo lateral apenas pela amplitude (o grau a que os neurônios hippocampal despedem imediatamente), não pelo pedido em que as ondinhas são combinadas, que podem codificar memórias enquanto seus sinais alcançam o córtice.

Na linha desta teoria, as ondinhas da duração curto que ocorreram nos conjuntos de mais 30 pela acta, como considerado durante o sono de NREM, induziram uma diminuição em níveis periféricos da glicose diversas ondinhas do que isoladas maiores das épocas. Importante, silenciar o septo lateral eliminou o impacto de ondinhas hippocampal da onda afiada na glicose periférica.

Para confirmar que os testes padrões hippocampal do despedimento causaram a diminuição do nível da glicose, a equipe usou uma tecnologia chamada optogenetics para induzir artificial ondinhas por pilhas hippocampal da re-engenharia para incluir os canais sensíveis à luz. A luz de brilho em tais pilhas através das fibra de vidro induz o independente das ondinhas do comportamento do rato ou do estado do cérebro (por exemplo descanso ou acordo). Similar a suas contrapartes naturais, as ondinhas sintéticas reduziram níveis do açúcar.

Movendo-se para a frente, a equipa de investigação procurará estender sua teoria que diversas hormonas poderiam ser afectadas pelas ondinhas nocturnas da onda afiada, incluindo através do trabalho em pacientes humanos. A pesquisa futura pode igualmente revelar dispositivos ou as terapias que podem ajustar ondinhas a um mais baixo açúcar no sangue e melhorar a memória, dizem Buzsaki.

Source:
Journal reference:

Tingley, D., et al. (2021) A metabolic function of the hippocampal sharp wave-ripple. Nature. doi.org/10.1038/s41586-021-03811-w.