Những gợn sóng lan rộng đồng bộ hóa hoạt động vỏ não của con người khi ngủ, thức và gợi lại trí nhớ Phần 2

Gợn sóng sóng nhọn vùng đồi thị dẫn đến gợn sóng vỏ não trong NREM.

Mặc dù kết quả ở trên cho thấy các gợn sóng vỏ não xảy ra trước các gợn sóng hồi hải mã khi thức dậy, nhưng thứ tự của chúng trong NREM dường như là một bức tranh hỗn hợp, mà chúng tôi đưa ra giả thuyết phụ thuộc vào việc liệu các gợn sóng hồi hải mã có xảy ra trong bối cảnh sóng sắc nét hay trục xoay hay không (2, 21, 22). Chúng tôi nhận thấy rằng các gợn sóng sắc nét ở vùng đồi thị đi trước đáng kể các gợn sóng ở vỏ não khoảng ∼ 250 ms (Phụ lục SI, Hình S4A; P=0.002, thử nghiệm nhị thức hai mặt, giá trị kỳ vọng=0.5), trong khi gợn sóng trục chính xảy ra đồng thời (Phụ lục SI, Hình S4B; P=1).

Mối quan hệ giữa gợn sóng hồi hải mã và trí nhớ là một lĩnh vực rất được quan tâm. Hồi hải mã là một trong những vùng quan trọng nhất trong não. Nó nằm bên trong thùy thái dương và có liên quan chặt chẽ đến các chức năng nhận thức như học tập và trí nhớ. Gợn sóng vùng đồi thị là một loại hoạt động đặc biệt của não được cho là có liên quan đến mã hóa bộ nhớ và tích hợp thông tin. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã nỗ lực không ngừng để khám phá sâu sắc cơ chế bên trong của những gợn sóng và trí nhớ vùng đồi thị.

Nghiên cứu cho thấy gợn sóng hồi hải mã là hoạt động điện của các tế bào đặc biệt ở vùng hải mã, thường xuất hiện khi não ở trạng thái yên tĩnh. Quá trình tạo ra các gợn sóng hồi hải mã đòi hỏi sự tương tác của nhiều yếu tố, bao gồm sự điều hòa gen, truyền tín hiệu thần kinh, v.v. Khi các gợn sóng hồi hải mã hình thành, chúng giúp tăng cường các quá trình mã hóa bộ nhớ liên quan.

Một nghiên cứu từng chỉ ra rằng sức mạnh của các gợn sóng hồi hải mã có mối tương quan tích cực với sức mạnh trí nhớ. Khi não ở trạng thái yên tĩnh, các tế bào thần kinh ở vùng hải mã sản sinh ra hoạt động điện cụ thể có dạng giống như “nảy” lên, giúp ký ức được chuyển hóa và lưu giữ trong não. Đồng thời, những gợn sóng ở vùng hải mã cũng có thể cải thiện khả năng ghi nhớ. đồng bộ hóa các tế bào thần kinh trong não, tăng cường hơn nữa sự kết nối và truyền tải thông tin giữa các tế bào thần kinh khác nhau.

Dựa trên kết quả nghiên cứu trên, chúng ta có thể kết luận rằng các gợn sóng hồi hải mã rất quan trọng đối với việc mã hóa và lưu trữ trí nhớ của não. Bằng cách tăng cường hoạt động ở vùng hải mã và tăng cường kết nối giữa các tế bào thần kinh liên quan, chúng ta có thể cải thiện việc lưu trữ và truy xuất ký ức trong não. Đồng thời, chúng ta cũng có thể tạo ra môi trường tốt hơn cho não và thúc đẩy việc tạo ra các gợn sóng vùng đồi thị thông qua chế độ dinh dưỡng cân bằng, tập thể dục vừa phải và duy trì sức khỏe tinh thần, từ đó đạt được hiệu quả ghi nhớ tốt hơn.

Tóm lại, mối quan hệ giữa gợn sóng vùng đồi thị và trí nhớ là một lĩnh vực đang được nghiên cứu kỹ lưỡng. Bằng cách nghiên cứu sâu cơ chế bên trong của nó, chúng ta có thể khám phá những phương pháp tăng cường trí nhớ hiệu quả hơn, từ đó mang lại nhiều lợi ích hơn cho việc học tập cá nhân và phát triển nghề nghiệp. Chúng ta hãy cùng nhau hành động tích cực để tạo ra một môi trường tốt hơn cho bộ não và trở thành phiên bản tốt hơn của chính mình! Có thể thấy rằng chúng ta cần cải thiện trí nhớ và Cistanche Deserticola có thể cải thiện đáng kể trí nhớ, bởi vì Cistanche Deserticola cũng có thể điều chỉnh sự cân bằng của các chất dẫn truyền thần kinh, chẳng hạn như tăng mức độ acetylcholine và các yếu tố tăng trưởng. Những chất này rất cần thiết cho trí nhớ và học tập. Ngoài ra, Thịt còn có thể cải thiện lưu lượng máu và thúc đẩy quá trình cung cấp oxy, có thể đảm bảo não nhận đủ chất dinh dưỡng và năng lượng, từ đó cải thiện sức sống và sức bền của não.

Bấm vào biết thực phẩm bổ sung để tăng cường trí nhớ

Những kết quả này củng cố đề xuất trước đó rằng các gợn sóng sắc nét và gợn sóng trục chính góp phần tuần tự vào quá trình củng cố. Nhìn chung, như được dự đoán bởi các mô hình tương tác vùng đồi thị-vỏ não đối với trí nhớ, các gợn sóng vùng đồi thị thường dẫn đến vỏ não trong khi ngủ và vỏ não thường dẫn đến vùng đồi thị khi thức dậy.

Sự xuất hiện đồng thời của gợn vỏ não được tạo điều kiện thuận lợi thông qua việc kích hoạt trên nhiều trang web.

Ở mỗi bệnh nhân, chúng tôi nhận thấy rằng khi hai vị trí vỏ não bị suy giảm, một hoặc nhiều vị trí bổ sung có thể tham gia cùng chúng (Phụ lục SI, Hình S5). Để kiểm tra xem liệu hai vị trí vỏ não có gợn sóng có làm cho các vị trí khác cũng có khả năng gợn sóng hay không, chúng tôi đã tính toán thử nghiệm χ2 về tỷ lệ cho tất cả các nhóm ba kênh vỏ não có thể có theo giả thuyết khống rằng sự xuất hiện đồng thời của các kênh A và B không liên quan đến sự đồng thời của các kênh vỏ não. sự xuất hiện của A và C. Chúng tôi nhận thấy sự xuất hiện đồng thời của vị trí thứ ba tăng đáng kể ở mức trung bình 14,1% ở các bộ ba trong NREM và 38,8% khi thức (kết quả dành riêng cho từng bệnh nhân được báo cáo trong SIPhụ lục, Bảng 4, xét nghiệm χ2 về tỷ lệ, FDR- giá trị P đã hiệu chỉnh trên các bộ ba kênh trong bệnh nhân).

In further support that rippling is facilitated through activation across multiple sites, we found that the number of ripple co-occurrences relative to chance increased with the number of locations rippling (>2) (Hình 2D). Sự gia tăng rõ rệt, sao cho số lần xuất hiện đồng thời được quan sát so với mức cơ bản là 25% của tất cả các kênh đã tăng lên theo hệ số ∼ 104 khi thức và ∼ 5 × 103 trong NREM. Do đó, gợn sóng dường như tạo ra nhiều gợn sóng hơn, cho thấy khả năng tự lan rộng.

Các gợn sóng ở vỏ não cùng xuất hiện mạnh mẽ trên khắp khoảng cách.

Các gợn sóng Bindingby đòi hỏi chúng phải cùng xuất hiện trên các vùng vỏ não lan rộng. Chúng tôi đã so sánh xác suất có điều kiện của sự xuất hiện gợn sóng vỏ não-vỏ não (tức là xác suất của một gợn sóng ở một vị trí vỏ não được tạo ra một gợn sóng ở một vị trí vỏ não khác, yêu cầu sự trùng lặp Lớn hơn hoặc bằng 25-ms) với khoảng cách dòng hợp lý của chất trắng giữa các vùng vỏ não các vị trí vỏ não. Khoảng cách hợp lý được tính toán bằng cách sử dụng 360 bưu kiện của tập bản đồ HCP-MMP1.0 (23), được xác định bằng phương pháp chụp MRI khuếch tán xác suất (24), và là mức trung bình của quần thể (25).

Chúng tôi nhận thấy rằng xác suất gợn sóng vỏ-vỏ não không giảm theo khoảng cách giữa các sợi trong NREM (Hình 2E, r=0.04, P=0.22, các hiệu ứng hỗn hợp tuyến tính với bệnh nhân là hiệu ứng ngẫu nhiên) mà thay vào đó được duy trì ở khoảng cách tối đa 25-cm, qua các thùy và giữa các bán cầu. Khi thức dậy, xác suất gợn sóng cũng được duy trì trong phạm vi khoảng cách này, mặc dù có mối quan hệ tuyến tính âm yếu nhưng đáng kể (Hình 2F, r=0 .10, P=4 × 105).Xem Phụ lục SI, Hình S6A và B cho từng bệnh nhân.

Gợn sóng ở tất cả các vùng vỏ não cùng xảy ra với gợn sóng vùng đồi thị.

Trước đây đã có báo cáo cho rằng sự ghép gợn xảy ra giữa hồi cận hải mã và 16,4% điện cực thái dương bên nhưng chỉ có 3,3% điện cực rolandic (8), có lẽ phản ánh vị trí giải phẫu của hồi hải mã ở đỉnh của hệ thống phân cấp vỏ não (26). Tuy nhiên, chúng tôi nhận thấy rằng các gợn sóng ở vùng đồi thị xảy ra đồng thời với các gợn sóng ở tất cả các vùng vỏ não với tỷ lệ gần như bằng nhau trong cả NREM và lúc thức.

Lấy chỉ số myelin hóa làm thước đo vị trí trong hệ thống phân cấp vỏ não [các khu vực liên kết ít bị myelin hóa hơn (27)], chúng tôi nhận thấy tác dụng yếu nhưng đáng kể trong NREM nhưng không thức giấc. Trong NREM, sự xuất hiện đồng thời của vùng đồi thị-vỏ não có mối tương quan thuận với quá trình myelin hóa (SI Phụ lục, Hình S7; r=0.15, P=0.01), chỉ ra rằng các gợn sóng ở vùng đồi thị có nhiều khả năng xảy ra cùng với các gợn sóng ở vùng vỏ não nguyên phát hơn một chút.

Sự xuất hiện đồng thời của Cortico-Cortical và Hippocampo-Cortical Ripple dẫn đến việc thu hồi.

. Nếu các gợn sóng ở các vùng vỏ não khác nhau liên kết các thành phần của trí nhớ, thì dự kiến ​​các gợn sóng ở vỏ não sẽ cùng xuất hiện trước khi gợi nhớ tín hiệu, điều này đòi hỏi các thành phần đó phải được đồng kích hoạt. Để kiểm tra giả thuyết này, chúng tôi đã phân tích dữ liệu tác vụ bộ nhớ liên kết theo cặp từ năm bệnh nhân SEEG (Hình 3A và Phụ lục SI, Bảng 1 và 5). Trước khi trì hoãn việc thu hồi tín hiệu, đã có sự gia tăng đáng kể về sự xuất hiện gợn sóng vỏ não (P=1 × 1011; mô hình hiệu ứng hỗn hợp tuyến tính với bệnh nhân là hiệu ứng ngẫu nhiên) với 330% cơ hội (được tính toán trên cơ sở thử nghiệm, do đó cơ hội được xác định riêng cho việc thu hồi ngay lập tức và trì hoãn), và mức độ đồng thời gợn sóng vỏ não-vỏ não thậm chí còn tăng cao hơn là 758% so với cơ hội (P=0.0004; Hình 3B–E).

Hơn nữa, sự xuất hiện gợn sóng vỏ não (P=0.002) và vỏ não-vỏ não (P=0.002) và vùng đồi thị-vỏ não (P=0.008) điều chế đồng thời gợn sóng đã lớn hơn trước đó bị trì hoãnv. thu hồi ngay lập tức, có chung các kích thích và phản ứng. Cuối cùng, gợn sóng vỏ não (P=0.04) và vỏ não hải mã (P=0.004) đã được tăng cường trước khi thu hồi đúng so với thu hồi bị trì hoãn không chính xác , điều này không xảy ra với các gợn sóng vỏ não (P=0.08) hoặc vùng đồi thị (P=0.94) nói chung.

Đáng chú ý, việc thu hồi các cộng sự được ghép đôi bị trì hoãn nhưng không ngay lập tức sẽ bị suy giảm nghiêm trọng do tổn thương vùng hải mã (12). Những dữ liệu này cho thấy sự gợn sóng ngày càng tăng giữa các vị trí vỏ não và giữa vùng hải mã và vỏ não trong quá trình truy xuất các kết hợp mới của các mục không liên quan trước đây phụ thuộc vào vùng đồi thị. Phát hiện này ủng hộ giả thuyết rằng gợn sóng vỏ não và vỏ não vùng đồi thị có thể góp phần tái tạo ký ức tường thuật ở con người.

Vì trạng thái não có thể ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi nên chúng tôi đã kiểm tra xem liệu có sự khác biệt về biên độ phân tích alpha (7 đến 13 Hz) giữa phản hồi đúng và phản hồi không chính xác hay không. Chúng tôi không tìm thấy sự khác biệt đáng kể nào về biên độ phân tích alpha trung bình giữa các kênh vỏ não trong cửa sổ ±1- giây về thời gian phản hồi đối với các kết quả sửa. không chính xác đối với bất kỳ bệnh nhân nào trong số năm bệnh nhân có dữ liệu nhiệm vụ liên kết theo cặp (P=0.24 đến 0.64 và t=0.36 đến 1.6, thử nghiệm hai mẫu một phía, Giá trị P được điều chỉnh FDR cho nhiều bệnh nhân).

Khóa pha gợn sóng vỏ não trên các khu vực rộng rãi.

Các dao động khóa pha ở các vị trí rộng rãi đã được đưa ra giả thuyết là cơ sở cho sự tích hợp ("liên kết") của các thành phần khác nhau của các sự kiện trên bề mặt vỏ não. Đối với mỗi cặp kênh, chúng tôi đã tính giá trị khóa pha (PLV), thước đo tính nhất quán của các pha 70- đến 100-Hz giữa các địa điểm, không phụ thuộc vào biên độ (28), trên tất cả các sự kiện gợn sóng của chúng trong NREM hoặc khi thức. Xin lưu ý rằng tính nhất quán được đo giữa các gợn sóng khác nhau, tại mỗi ngăn 1-ms so với tâm gợn sóng chứ không phải trong các gợn sóng.

Chúng tôi đã tìm thấy PLV đáng kể của các gợn sóng cùng xảy ra giữa tất cả các vùng vỏ não được lấy mẫu, bao gồm cả giữa các bán cầu, ở cả hai trạng thái (Hình 4A–C). Có nhiều cặp kênh có sự điều biến PLV đáng kể trong NREM hơn là thức dậy (Hình 4C và Phụ lục SI, Bảng 6; hậu FDR P < 0.05, thử nghiệm ngẫu nhiên; kết quả không có ý nghĩa trong Phụ lục SI, Hình S8A và B).

Một ví dụ về pha nhất quán giữa hai vị trí vỏ não trên hai gợn sóng được hiển thị trong Hình 4A. Đối với mỗi cặp kênh, PLV được đo ở từng độ trễ so với tâm gợn sóng của chúng (Hình 4B) và các khóa học thời gian này được tính trung bình trên tất cả các cặp kênh quan trọng (Hình 4C). PLV tăng kéo dài trong suốt thời gian khi các địa điểm gợn sóng và nổi lên đột ngột so với đường cơ sở. Khóa học thời gian PLV có các cặp xuyên kênh tương tự nhau một cách đáng kể. Trong khi ngủ, 2.106/2.275 cặp kênh vỏ não có hơn 40 gợn sóng xảy ra đồng thời, cần thiết để ước tính PLV đáng tin cậy. Trong số này, 26,3% (554/2.106) có sự biến đổi PLV ​​đáng kể.

Trong khi thức, 1.939/2.275 có hơn 40 gợn sóng xảy ra đồng thời và 13,9% (269/1.939) trong số này có các mức điều chỉnh PLV đáng kể (Phụ lục SI, Bảng 6). Giống như những gì chúng tôi tìm thấy về các hiện tượng đồng thời xảy ra (Phụ lục SI, Hình S3A). ), PLV đỉnh gợn sóng vỏ-vỏ não trên các cặp kênh có mối tương quan thuận chiều giữa NREM và trạng thái thức giấc (SIAPhụ lục, Hình S3B; r=0.20, P=4 × 1022, tầm quan trọng của r). Tóm lại, các cặp vị trí ở xa trên khắp vỏ não được phát hiện có các pha nhất quán trong các gợn sóng ở cả NREM và lúc thức.

Các gợn sóng bị khóa pha có phạm vi pha trễ (NREM) rộng hơn so với lúc thức và có thể thay đổi qua các đêm.

Đã chứng minh được sự khóa pha đáng kể giữa các vị trí gợn sóng ở vỏ não, chúng tôi đã đánh giá sự phân bố các góc pha trung bình hình tròn trên các cặp vị trí. Chúng tôi nhận thấy rằng trong NREM, các góc pha trung bình của các cặp vị trí vỏ não khác nhau có khóa pha gợn đáng kể có sự phân bố khá đồng đều từ {{0}} đến 2π radian (Hình 4D, Dưới cùng bên trái). Tuy nhiên, trong khi thức, pha gợn sóng có độ trễ giữa các cặp có xu hướng ∼ 0 hoặc ∼π (Hình 4D, Dưới cùng bên phải).

Sự khác biệt này rất đáng kể (P {0}} × 108, χ2=29.8, df=1; sử dụng số đếm trong vòng0 ± π/6 hoặc π ± π/6 so với bên ngoài các phạm vi này đối với NREM so với lúc thức). Quan sát này cho thấy xu hướng trễ pha không lớn hơn khi thức dậy. Chúng tôi cung cấp bằng chứng bên dưới rằng độ trễ ∼ 0 và ∼π tương đương về mặt chức năng và có thể là do sự thay đổi trong vị trí tiếp xúc điện cực ở quy mô nhỏ so với các lớp vỏ não. Điều này có thể liên quan đến xu hướng kết hợp các gợn sóng ở độ trễ gần như bằng 0 khi thức dậy (Hình 2A).

Chúng tôi cũng đã kiểm tra xem độ trễ pha trong NREM có thay đổi qua đêm hay không. Đối với mỗi bệnh nhân có nhiều đêm ngủ (n {0}}), chúng tôi đã so sánh độ trễ pha gợn sóng giữa tất cả các cặp đêm ngủ có thể có trong các cặp kênh có sự điều biến PLV đáng kể. Chúng tôi nhận thấy rằng 51,8% (1.256/2.426) các cặp như vậy có độ trễ pha khác nhau đáng kể giữa các đêm (Hình 4E; đăng FDR P < 0,05, thử nghiệm Watson–Williams; tối thiểu 30 gợn sóng mỗi đêm trên mỗi cặp kênh). Những khác biệt về độ trễ gợn sóng giữa các vị trí vỏ não cụ thể cho thấy rằng chúng có thể tham gia vào các mạng khác nhau qua đêm, chẳng hạn như có thể xảy ra khi kích hoạt lại các biểu hiện vỏ não liên quan đến các ký ức khác nhau. Hiện tượng tương tự đã được ghi nhận trong các mô hình vỏ não quy mô lớn (29).

Khóa pha gợn sóng mạnh mẽ trên khoảng cách xa.

Vì ký ức tường thuật có đặc điểm thống nhất các yếu tố khác nhau được mã hóa ở các vị trí vỏ não rộng khắp ở cả hai bán cầu, nên bất kỳ quá trình sinh lý thần kinh nào hỗ trợ việc mã hóa, củng cố hoặc truy xuất chúng cũng phải hoạt động tương tự trên những khoảng cách đó. Do đó, do các lần xuất hiện gợn sóng vỏ não ít hoặc không giảm theo khoảng cách (được thử nghiệm lên tới 200 mm; Hình 2E và F), chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng khóa pha gợn sóng vỏ não cũng không giảm theo khoảng cách.

Thật vậy, chúng tôi nhận thấy rằng, giống như sự xuất hiện gợn sóng, tỷ lệ các cặp kênh có mức điều biến PLV đáng kể (Hình 4F; r=0.07, P=0.36, hiệu ứng hỗn hợp tuyến tính với bệnh nhân một hiệu ứng ngẫu nhiên) và cường độ của các biến điệu PLV này (Hình 4G; r=0.05, P=0.67) không giảm đáng kể với khoảng cách đường sợi can thiệp trong NREM. Trong quá trình đánh thức, có sự giảm đáng kể về tỷ lệ các cặp kênh có sự điều biến PLV đáng kể theo khoảng cách, đặc biệt là ở khoảng cách ngắn hơn (Hình 4F; r=0.07, P=0.001), nhưng không giảm về cường độ của các điều chế PLV cặp kênh đáng kể theo khoảng cách (Hình 4G; r=0.004, P=0.94). Do đó, hoạt động sinh lý được hỗ trợ bởi gợn sóng có thể kéo dài toàn bộ bề mặt vỏ não.

Khóa pha tăng lên khi có nhiều trang web vỏ não hơn.

Các gợn sóng thường bị khóa theo pha trên nhiều địa điểm, bao gồm cả giữa các bán cầu (Hình 4H) và như được mô tả ở trên, chúng tôi nhận thấy rằng hai địa điểm bị điểm yếu khiến nhiều khả năng địa điểm thứ ba đang bị điểm yếu. Những phát hiện này đặt ra câu hỏi liệu việc kích hoạt các mạng gợn sóng trên diện rộng có tạo điều kiện cho việc đồng bộ hóa mạng lớn hơn hay không. Chúng tôi đã tìm thấy mối tương quan tuyến tính dương mạnh mẽ giữa số lượng vị trí gợn sóng và biên độ đỉnh khóa pha gợn vỏ não-vỏ não (Hình 4I).

Những kết quả này một lần nữa được tìm thấy khi ΔPLV (PLV đỉnh PLV trừ đường cơ sở) được sử dụng thay cho PLV đỉnh (ΔPLV:n {{0}}/17 bệnh nhân có ý nghĩa trong NREM, n=1/17 có ý nghĩa trong khi thức dậy, sau FDR P < 0.05, tầm quan trọng của r). Để kiểm tra xem liệu có nhiều gợn sóng hơn chỉ đơn giản là do biên độ gợn sóng lớn hơn hay không, chúng tôi đã đo biên độ phân tích trung bình 70- đến 100-Hz của các gợn sóng và phát hiện ra rằng chỉ 2/17 bệnh nhân trong NREM và 0/17 bệnh nhân khi thức có mối tương quan đáng kể (hậu FDR P < 0,05, tầm quan trọng của r) và các mối tương quan đáng kể đều âm, chứng tỏ rằng nhiều gợn sóng hơn không phải do biên độ lớn hơn. Tóm lại, sự xuất hiện đồng thời của các gợn sóng sẽ thúc đẩy sự xuất hiện đồng thời hơn nữa, giúp tăng cường khả năng khóa pha.

Cortico-Cortical Coripples có độ trễ pha nhất quán trong các chu kỳ liên tiếp.

Chúng tôi đã đưa ra giả thuyết rằng một cặp địa điểm sẽ "bị khóa pha" một cách hiệu quả trong các chu kỳ gợn sóng liên tiếp vì tần số dao động gợn sóng ∼90 Hz rất giống nhau giữa các gợn sóng và vị trí. Đối với mỗi gợn sóng từ mỗi cặp kênh vỏ não-vỏ não, chúng tôi đã tính toán PLV trên độ trễ giữa hai gợn sóng bằng cách sử dụng năm đỉnh của chúng gần trung tâm thời gian gợn sóng nhất và tìm thấy khóa pha bên trong gợn sóng đáng kể cho 98,3% trong số 807.213 gợn sóng trong NREM và 98,0% trong số 1.348.696 gợn sóng khi thức dậy (P < 0,05; kiểm tra ngẫu nhiên, n=1,000 độ trễ pha ngẫu nhiên, hiệu chỉnh FDR trên các gợn sóng). Do đó, khóa pha bên trong gợn sóng hiện diện ở hầu hết các vỏ não-vỏ não.

Cặp Hippocampo-Vỏ não Hiếm khi, nếu có, Khóa pha.

Khóa pha vỏ não có thể được điều khiển thông qua mạng lưới các bộ dao động vỏ não được ghép nối, một cơ chế truyền động trung tâm hoặc sự kết hợp. Do các gợn sóng hồi hải mã xuất hiện mạnh mẽ cùng với các gợn sóng vỏ não (Hình 2 B), chúng tôi đã nghiên cứu xem liệu hải mã có điều khiển khóa pha của các gợn sóng ở vỏ não hay không bằng cách kiểm tra xem liệu có khóa pha giữa các vỏ não đồi thị hay không.

Đối với các cặp hồi hải mã-vỏ não trong khi ngủ, 277/461 có hơn 40 gợn sóng xảy ra đồng thời và 1,4% (4/277) trong số đó có sự biến đổi PLV ​​đáng kể. Trong khi thức, 333/461 cặp kênh vùng hải mã-vỏ não có hơn 40 gợn sóng cùng xảy ra và 0,3% (1/333) trong số này có sự điều chế PLV đáng kể (Phụ lục SI, Hình S8C–F và Bảng S6).

Việc kiểm tra quỹ đạo điện cực cho thấy rằng sự tiếp xúc của vùng hải mã với PLV ​​đáng kể với các vị trí vỏ não có lẽ nằm ở phức hợp dưới vỏ não chứ không phải ở vùng đồi thị, phù hợp với phát hiện ở chuột rằng sự lan truyền gợn sóng từ vùng hải mã đến vỏ não sau lách là thông qua tiểu não (10). Do đó, khó có khả năng khóa pha gợn vỏ não-vỏ não được điều khiển bởi các đầu vào chung từ gợn sóng vùng đồi thị, điều này ủng hộ giả thuyết rằng khóa pha gợn vỏ não-vỏ não được điều khiển nội vỏ não.

Các gợn sóng ở vỏ não có liên quan đến việc bắn một đơn vị tăng dần và điều chế theo pha.

Để các gợn sóng có vai trò trong việc giao tiếp và tích hợp thông tin giữa các vị trí vỏ não ở xa đòi hỏi điện thế hoạt động của tế bào thần kinh phải phối hợp với sự xuất hiện và pha của gợn sóng. Chúng tôi đã phân tích các bản ghi microarray từ các lớp hạt/siêu hạt vỏ thái dương bên của con người ở ba bệnh nhân (SI Phụ lục, Bảng 7) trong NREM để kiểm tra xem các gợn sóng có điều chỉnh hoạt động đạp xe đơn vị cục bộ hay không.

Chúng tôi đã phát hiện các xung và sắp xếp chúng thành các đơn vị hình chóp giả định (PY) và nơ-ron nội tạng (IN) dựa trên hình dạng dạng sóng và đặc điểm thời gian tăng đột biến theo các phương pháp đã thiết lập trước đó(30) và xác minh rằng các đơn vị này có hệ số tín hiệu trên nhiễu cực đại (PY: 9,1 ± 3,4; IN: 5,2 ± 2,9), có các khoảng thời gian tăng đột biến tối thiểu<3 ms (PY: 0.2 ± 0.3%; IN: 0.3 ± 0.6%; low percentages indicate minimal contamination by other units), and were well-isolated from one another based on the projection test (31) (PY: 95.4 ± 86.0 SD; IN: 82.8 ± 83.4 SD). 

Chúng tôi cũng phát hiện các gợn sóng được ghi lại bởi các điểm tiếp xúc vi mô của mảng với dạng sóng tăng đột biến trung bình của từng đơn vị được trừ đi tại các thời điểm tăng đột biến trên kênh của đơn vị để ngăn chặn sự lây nhiễm LFP đột biến của đơn vị. Chúng tôi nhận thấy rằng các gợn sóng ở vỏ não có liên quan đến việc tăng cường bắn một đơn vị (Hình 5A và B). PY có mức tăng 255% và IN có tỷ lệ tăng đột biến 297% trong các gợn sóng so với đường cơ sở (các kỷ nguyên được chọn ngẫu nhiên ở giữa các gợn sóng khớp với số lượng và thời lượng của các gợn sóng).

Hơn nữa, việc bắn đơn vị được điều chỉnh pha mạnh bởi các gợn sóng (Hình 5A), với 49% (32/66) PY và 71% (24/34) IN có 70- đến 100- đáng kể Điều chế pha Hz trong các gợn sóng cục bộ (Hình 5C; sau FDR P < 0.05, thử nghiệm nhị thức giữa các pha trong phạm vi 0 ± π/2 so với π ± π/2, giá trị kỳ vọng {{ 17}}.5, tối thiểu 30 đơn vị tăng đột biến trên các gợn sóng).

Do đó, do việc tăng đột biến đơn vị được kết hợp với pha gợn sóng cục bộ và do các pha gợn sóng được đồng bộ hóa ở khoảng cách xa, nên những dữ liệu này cho thấy rằng các gợn sóng phối hợp thời gian tăng đột biến đơn vị giữa các khoảng cách rộng trong vỏ não, có thể cho phép lựa chọn pha, phát hiện trùng hợp, xử lý vào lại và tăng vọt- độ dẻo phụ thuộc vào thời gian. Các quá trình sinh lý thần kinh cơ bản này sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn hợp tác các tổ hợp tế bào giữa các vùng vỏ não, bản chất của sự liên kết.

Corippling làm tăng mối tương quan đơn vị-hoạt động giả định giữa các vị trí vỏ não ở xa.

Phát hiện của chúng tôi rằng các gợn sóng thường bị khóa pha trên các vị trí ở xa và việc bắn đơn vị bị khóa pha với các gợn sóng cục bộ cùng nhau ngụ ý rằng việc bắn đơn vị cũng có mối tương quan giữa các vị trí ở xa. Chúng tôi không thể kiểm tra điều này một cách trực tiếp vì chúng tôi không thực hiện ghi lại vi điện cực của các thiết bị ở nhiều vị trí cách nhau quá ∼5 mm.

Rather, as an indirect test, we used >200-Biên độ phân tích Hz từ bản ghi SEEG làm đại diện cho việc kích hoạt đơn vị (32). Trong khi thức, chứ không phải NREM, thước đo này có mối tương quan cao hơn đáng kể khi các vị trí vỏ não gợn sóng so với khi chúng không gợn sóng (Hình 5D, P=8 × 10303, t-test ghép đôi hai mặt). Mối tương quan giữa các vị trí gợn sóng không giảm đáng kể trong khoảng cách ngày càng tăng giữa các vị trí (Hình 5E).

Như đã mô tả ở trên, pha gợn sóng có độ trễ giữa các kênh có xu hướng ở gần 0 hoặc π, đặc biệt là khi thức dậy. Điều này có thể chỉ ra rằng sự méo mó đôi khi thể hiện một trạng thái giao tiếp bị ức chế, hoặc đơn giản là các dẫn xuất SEEG lưỡng cực của chúng ta có mối quan hệ khác nhau với các lưỡng cực tạo gợn sóng cục bộ. Thật vậy, khoảng cách tiếp xúc SEEG lưỡng cực 3-mm đủ lớn để ghi lại từ nhiều lưỡng cực gợn sóng với các hướng khác nhau. Ở chuột, bộ tạo gợn sóng chiếm khoảng ∼1 mm2 bề mặt vỏ não (5) và bộ tạo gợn sóng được đặt ở nhiều lớp cách nhau ∼1 mm (10).

Để kiểm tra các giả thuyết này, chúng tôi đã so sánh mối tương quan giữa biên độ phân tích của tín hiệu truyền cao {{0}}Hz giữa các địa điểm, khi các địa điểm đó có độ trễ pha gợn sóng là 0 ± π/6 so với π/6. π ± π/6 (tính trung bình trong phạm vi này cho mỗi cặp kênh). Không tìm thấy sự khác biệt đáng kể đối với NREM hoặc lúc thức (NREM: P=0.07; lúc thức:P=0.17; t-test ghép đôi hai mặt, n=2,275 cặp kênh) , do đó gợi ý rằng độ trễ gần 0 và π tương đương về mặt chức năng, như mong đợi nếu chúng là do sự khác biệt nhỏ về vị trí điện cực so với lớp vỏ não.

For more information:1950477648nn@gmail.com