研究發現海馬塞塔和波紋與腦橋性枕葉波的耦合

2021-01-08 科學網

研究發現海馬塞塔和波紋與腦橋性枕葉波的耦合

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/20 14:34:33

德國馬克斯·普朗克生物控制論研究所Nikos K. Logothetis研究組發現海馬塞塔和波紋與腦橋性枕葉波（PGO Wave）的耦合。相關論文於2020年11月18日發表在《自然》雜誌上。

利用獼猴的多結構記錄，他們顯示了腦幹通過被稱為PGO 波的階段性橋腦波瞬時調節海馬網絡事件。兩種生理學上不同類型的PGO波似乎是順序發生的，分別有選擇地影響高頻波紋和低頻塞塔事件。兩種類型的PGO波與相反的海馬突波場耦合相關，在脈動和塞塔發生期間，提示神經群體的高度神經同步。

PGO波與波紋之間的耦合通常與不同的睡眠階段相關聯，這一觀點支持膽鹼能腦橋瞬態引起的海馬睡眠動力學的整體協調機制可能促進系統和突觸記憶鞏固以及突觸穩態。

據介紹，海馬在編碼和鞏固長期記憶中起主要作用，並在睡眠過程中發生可塑性變化。這些變化需要通過皮層下神經調節結構進行精確的穩態控制。但是，這種現象的潛在機制仍然未知。

附：英文原文

Title: Coupling of hippocampal theta and ripples with pontogeniculooccipital waves

Author: Juan F. Ramirez-Villegas, Michel Besserve, Yusuke Murayama, Henry C. Evrard, Axel Oeltermann, Nikos K. Logothetis

Issue&Volume: 2020-11-18

Abstract: The hippocampus has a major role in encoding and consolidating long-term memories, and undergoes plastic changes during sleep1. These changes require precise homeostatic control by subcortical neuromodulatory structures2. The underlying mechanisms of this phenomenon, however, remain unknown. Here, using multi-structure recordings in macaque monkeys, we show that the brainstem transiently modulates hippocampal network events through phasic pontine waves known as pontogeniculooccipital waves (PGO waves). Two physiologically distinct types of PGO wave appear to occur sequentially, selectively influencing high-frequency ripples and low-frequency theta events, respectively. The two types of PGO wave are associated with opposite hippocampal spike-field coupling, prompting periods of high neural synchrony of neural populations during periods of ripple and theta instances. The coupling between PGO waves and ripples, classically associated with distinct sleep stages, supports the notion that a global coordination mechanism of hippocampal sleep dynamics by cholinergic pontine transients may promote systems and synaptic memory consolidation as well as synaptic homeostasis. Studies using multi-structure recordings in macaque monkeys show that distinct phasic pontogeniculooccipital waves modulate hippocampal network events similar to those that underlie the learning and formation of memories during sleep.

DOI: 10.1038/s41586-020-2914-4

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2914-4

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