你在动脑时,有没有听到过齿轮咬合的声音(大雾
2022/7/26 7:00:00 我是科学家iScientist

     在户外慢跑时,面对突然出现的低垂的树枝,人能够下意识地迅速低头避开,然后继续向前。不过,大脑是如何令身体在跑步时如此迅速而准确地避开树枝的呢?

     来自密歇根大学的研究人员发现了一种非常迅速的大脑节律,哪怕是在梦中,当你跑得更快时,这种节律都可以帮助你的左脑和右脑更好地交流。

    

     论文截图

     连接左右半脑的高速节律如今有了一个新名字: “花键”(splines),这么命名是因为它们在视觉上类似于机械花键,即机械齿轮上互锁的齿。

    

     花键 | Flickr, Stephen Edmonds / CC BY-SA 2.0(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/)

     花键代表了左右大脑之间的一种有节奏的交流模式,这种模式与其他已知的大脑节奏不同。先前确定的大脑节律类似于左脑和右脑参与花样游泳,大脑的两边试图在同一时间做同样的事情。而花键节律就像是左脑和右脑在玩一种非常快速、精确的乒乓球游戏。这种有来有回的神经乒乓球游戏代表了左脑和右脑之间完全不同的交流方式,在左右脑协调信息方面起着关键作用。

     花键式大脑节律比其他所有处在健康、清醒状态下的大脑节律都要迅速。当加速奔跑时,花键也会变得更强,甚至更精确。因为动物在加速运动时,需要更快做出决策,花键则有助于左脑和右脑更加紧密和迅速地进行计算。

    

     花键有助于左脑和右脑更加紧密和迅速地进行计算 | Giphy

     在睡眠期间的快速眼动(REM, rapid eye movement)是做梦高发期,在这期间也可以看到花键节律。而令人感到意外的是,这种左右脑来回的交流在睡眠梦境中,比在动物醒着奔跑时更频繁。这意味着花键在协调睡眠过程中的信息方面发挥着关键作用,也许有助于在这种类似梦境的状态下,将清醒的经历固化为增强的长期记忆。

     此外,新的发现集中在大脑的一个叫做压后皮层(retrosplenial cortex)的区域。这个区域可以帮助我们判断该左转还是右转,对于记忆力和想象未来的能力也很重要。同时,它也是阿尔茨海默症早期最早受损的大脑区域之一。

     研究人员对大脑的不同区域进行深入研究后发现,在压后皮层中的花键节律一直都是最强的。压后皮层在阿尔茨海默症早期就发生了改变,这意味着可以利用人类的花键节律作为阿尔茨海默症早期的生物标志物。研究人员目前正在神经退行性疾病的临床前模型中研究这种可能性。

     参考文献

     [1]https://medicalxpress.com/news/2022-07-left-brain-right-brain.html

     [2]https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00822-1?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124722008221%3Fshowall%3Dtrue

     编译:绿洲

     编辑:靳小明

     排版:尹宁流

     题图来源:imgflip.com

     研究团队

     通讯作者 Omar J. Ahmed:美国密歇根大学心理学副教授

     课题组主页https://mcommunity.umich.edu/#profile:ojahmed

     第一作者Megha Ghosh:美国密歇根大学博士

     论文信息

     发布期刊Cell Reports

     发布时间 2022年07月05日

     论文标题Running speed and REM sleep control two distinct modes of rapid interhemispheric communication

     (DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111028)

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