کشف رابطه‌‌ی احتمالی امواج مغزی مرتبط با حافظه و کاهش قند خون

موجی از فعالیت سلول‌های عصبی که با خاطرات ارتباط دارند، ممکن است وظیفه‌ی غیر منتظره‌ای در خارج از مغز بر عهده داشته باشند؛ کاهش قند خون در مناطق دیگر بدن.

آزمایش‌های جدید نشان می‌دهد درست پس از انفجاری از امواج در هیپوکامپ موش‌ها، سطح قند در مناطق دیگر بدن کاهش پیدا می‌کند. بر اساس این نتایج که ۱۱ آگوست در مجله نیچر منتشر شده است، انواع خاصی از فعالیت مغزی و متابولیسم به روش‌های اسرارآمیز و شگفت‌آوری با هم در ارتباط هستند. الیزابت گولد، عصب‌شناس دانشگاه پرینستون که در مطالعه مشارکتی نداشته است، می‌گوید این مقاله نشان‌دهنده‌ی پیشرفت قابل‌توجهی در درک ما از نحوه‌ی تنظیم متابولیسم به‌وسیله‌ی هیپوکامپ است.

نوعی از ارتعاشات عصبی که امواج شارپ نامیده می‌شوند، به شکل زیگزاگ در مغز افرادی که موضوع جدیدی یاد می‌گیرند یا خاطرات خود را به یاد می‌آورند، ظاهر می‌شود. این نوع امواج همچنین هنگام خواب عمیق در مغز ظاهر می‌شوند. پستانداران، پرندگان و حتی مارمولک‌هایی که به اژدهای استرالیایی معروف‌اند، هنگام خواب این انفجار فعالیت الکتریکی را نشان می‌دهند. تصور می‌شود امواج شارپ با شبکه عصبی تبدیل دانش کوتاه‌مدت به خاطرات بلندمدت ارتباط داشته باشد. دیوید تینگلی عصب‌شناس کنجکاو بود که آیا این سیگنال‌ها ممکن است چیزی خارج از مغز را نیز تغییر بدهند؟

تینگلی که اکنون در دانشگاه هاروارد مشغول به کار است، با همکاری گئورگ بوژاکی، دانشمند عصب‌شناس دانشکده پزشکی دانشگاه نیویورک، مانیتورهای نظارت بر گلوکز را روی پشت موش‌ها قرار دادند. از این دستگاه‌ها در افراد مبتلا به دیابت برای نظارت بر سطح قند مایع اطراف سلول‌ها استفاده می‌شود که شاخص خوبی از سطح قند خون است.

پژوهشگران به‌طور هم‌زمان امواج مغز موش‌ها را به کمک الکترودهای کاشته‌شده در هیپوکامپ اندازه‌گیری کردند که ساختار مغزی است که نقش کلیدی در حافظه دارد. مانیتورهای گلوکز نشان دادند حدود ۱۰ دقیقه پس از پیدایش دوره‌ای از امواج، سطح قند بدن کاهش پیدا می‌کند. بوژاکی می‌گوید: «این کاهش را در تمام موش‌های مورد بررسی مشاهده کردیم. مقدار آن کم بود اما همیشه دیده می‌شد.»

انفجارهایی از فعالیت که توسط سلول‌های عصبی در هیپوکامپ تولید می‌شوند و امواج شارپ نام دارند، خاطرات را تثبیت می‌کنند. این امواج ممکن است سطح قند مناطق دیگر بدن را نیز کاهش بدهند.

پژوهشگران برای بررسی این موضوع که آیا ارتباط امواج و کاهش قند تصادفی است، سلول‌های عصبی موجود در هیپوکامپ را مجبور کردند که در پاسخ به نور شلیک شوند و امواج مصنوعی ایجاد کنند. طبق انتظار، پس از دوره‌ای از این امواج اجباری، سطح قند خون موش‌ها کاهش پیدا کرد.

علاوه‌ بر این، زمانی که پژوهشگران سیگنال‌های پایین‌دست امواج را با استفاده از دارویی که سلول‌های عصبی را در سپتوم جانبی (ناحیه‌ای در مغز) آرام می‌کرد، مهار کردند، سطح قند کاهش پیدا نکرد. این امر نشان می‌دهد امواج مذکور سیگنال‌هایی ارسال می‌کنند که در کل مغز حرکت می‌کند و درنهایت به بدن می‌گوید قند خود را کاهش بدهد.

یان بورن، عصب‌شناسی که در دانشگاه توبینگن آلمان به مطالعه‌ی متابولیسم مشغول است، مطالعه جدید را شگفت‌آور می‌خواند. بورن که تفسیری در مورد مقاله جدید در همین شماره از نیچر نوشته است، می‌گوید: «ممکن است انتظار مغز پرمشغله‌ای داشته باشید که خواستار انرژی بیشتر به شکل قند باشد و نه قند کم‌تر؛ اما در اینجا، مغز به بدن می‌گوید به این مقدار انرژی نیاز نداریم؛ بنابراین سطح گلوکز خود را کاهش بده.»

بوژاکی این سؤال را مطرح می‌کند که آیا ممکن است این امواج ابتدا برای کمک به متابولیسم تکامل پیدا کرده باشند؟ او حدس می‌زند آن‌ها در ابتدا برای بدن مفید بودند. با گذشت زمان، این امواج ممکن است به کارهای دیگری مانند ذخیره خاطرات کشیده شده باشند.

اگر پیوند امواج مغز و متابولیسم در انسان‌ها واقعاً وجود داشته باشد، ممکن است بتوان با دست‌کاری این امواج قند خون افراد را تغییر داد. این ایده ممکن است برای افراد مبتلا به دیابت یا مشکلات متابولیکی دیگر مفید باشد. هیپوکامپ در اعماق مغز وجود دارد؛ اما فعالیت آن از طریق وارد کردن شوک مغناطیسی یا الکتریکی به مناطقی از مغز که دسترسی به آن‌ها راحت‌تر است، قابل تغییر است. البته بوژاکی هشدار می‌دهد که تغییر امواج به دلایل متابولیکی ایده‌ی بعیدی است.