وسیع پیمانے پر لہریں نیند، جاگنے اور یادداشت کے دوران انسانی قلبی سرگرمی کو ہم آہنگ کرتی ہیں حصہ 2

Hippocampal Sharpwave Ripples NREM کے دوران Cortical Ripples کی طرف لے جاتے ہیں۔

جبکہ اوپر کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جاگنے کے دوران کارٹیکل لہریں ہپپوکیمپل کی لہروں سے پہلے ہوتی ہیں، NREM کے دوران ان کی ترتیب ایک ملی جلی تصویر دکھائی دیتی ہے، جس کا ہم قیاس کرتے ہیں اس بات پر منحصر ہے کہ آیا ہپپوکیمپل لہریں تیز لہر یا تکلی کے تناظر میں واقع ہوتی ہیں (2, 21, 22)۔ ہم نے پایا کہ ہپپوکیمپل تیز لہر کی لہریں نمایاں طور پر 250 ms (SI ضمیمہ، تصویر S4A؛ P=0.002، دو طرفہ بائنومیئل ٹیسٹ، متوقع قدر=0.5) سے پہلے کارٹیکل رِپلز سے پہلے تھیں۔ تکلی کی لہریں ہم آہنگ تھیں (SI اپینڈکس، تصویر S4B؛ P=1)۔

ہپپوکیمپل لہروں اور یادداشت کے درمیان تعلق بہت دلچسپی کا علاقہ ہے۔ ہپپوکیمپس دماغ کے سب سے اہم علاقوں میں سے ایک ہے۔ یہ عارضی لوب کے اندر واقع ہے اور علمی افعال جیسے سیکھنے اور یادداشت سے گہرا تعلق رکھتا ہے۔ ہپپوکیمپل لہریں دماغی سرگرمی کی ایک خاص قسم ہیں جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ یہ میموری انکوڈنگ اور معلومات کے انضمام سے متعلق ہے۔ حالیہ برسوں میں، محققین نے ہپپوکیمپل لہروں اور یادداشت کے اندرونی میکانزم کو گہرائی سے دریافت کرنے کے لیے مسلسل کوششیں کی ہیں۔

تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ہپپوکیمپل کی لہریں ہپپوکیمپس کے خاص خلیوں کی برقی سرگرمی ہیں، جو عام طور پر اس وقت ظاہر ہوتی ہیں جب دماغ پرسکون حالت میں ہوتا ہے۔ ہپپوکیمپل لہروں کی نسل کے عمل کے لیے متعدد عوامل کے تعامل کی ضرورت ہوتی ہے، جن میں جین ریگولیشن، اعصابی سگنل کی نقل و حمل وغیرہ شامل ہیں۔ ایک بار جب ہپپوکیمپل لہریں بن جاتی ہیں، تو وہ منسلک میموری انکوڈنگ کے عمل کو مضبوط بنانے میں مدد کرتی ہیں۔

ایک بار ایک مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ ہپپوکیمپل لہروں کی طاقت یادداشت کی طاقت کے ساتھ مثبت طور پر منسلک ہے۔ جب دماغ پرسکون حالت میں ہوتا ہے تو ہپپوکیمپس میں نیوران مخصوص برقی سرگرمی پیدا کرتے ہیں جس کی "اچھال" جیسی شکل ہوتی ہے، جس سے یادوں کو تبدیل کرنے اور دماغ میں ذخیرہ کرنے میں مدد ملتی ہے۔ دماغ میں نیوران کی ہم آہنگی، مختلف نیوران کے درمیان رابطوں اور معلومات کی ترسیل کو مزید مضبوط بنانا۔

مندرجہ بالا تحقیقی نتائج کی بنیاد پر، ہم یہ نتیجہ اخذ کر سکتے ہیں کہ ہپپوکیمپل کی لہریں دماغ کی یادداشت کے انکوڈنگ اور اسٹوریج کے لیے بہت اہم ہیں۔ ہپپوکیمپس میں سرگرمی کو بڑھا کر اور متعلقہ نیورانز کے درمیان رابطوں کو مضبوط بنا کر، ہم دماغ میں یادوں کے ذخیرہ اور بازیافت کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ اس کے ساتھ ساتھ، ہم دماغ کے لیے ایک بہتر ماحول بھی بنا سکتے ہیں اور متوازن غذائیت، اعتدال پسند ورزش، اور دماغی صحت کو برقرار رکھنے کے ذریعے ہپپوکیمپل لہروں کی نسل کو فروغ دے سکتے ہیں، اس طرح یادداشت کے بہتر اثرات حاصل کر سکتے ہیں۔

خلاصہ یہ کہ ہپپوکیمپل لہروں اور یادداشت کے درمیان تعلق شدید تحقیق کا ایک شعبہ ہے۔ اس کے اندرونی میکانزم کا گہرائی سے مطالعہ کرکے، ہم یادداشت کو بڑھانے کے زیادہ موثر طریقے تلاش کر سکتے ہیں، اس طرح ذاتی سیکھنے اور کیریئر کی ترقی میں مزید فوائد حاصل ہوتے ہیں۔ آئیے ہم اپنے دماغوں کے لیے ایک بہتر ماحول بنانے اور اپنے آپ کا ایک بہتر ورژن بننے کے لیے مل کر فعال اقدامات کریں! یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ہمیں یادداشت کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے، اور Cistanche deserticola نمایاں طور پر یادداشت کو بہتر بنا سکتا ہے، کیونکہ Cistanche deserticola نیورو ٹرانسمیٹر کے توازن کو بھی کنٹرول کر سکتا ہے، جیسے کہ acetylcholine کی سطح میں اضافہ اور ترقی کے عوامل۔ یہ مادے یادداشت اور سیکھنے کے لیے ضروری ہیں۔ اس کے علاوہ، گوشت خون کے بہاؤ کو بھی بہتر بنا سکتا ہے اور آکسیجن کی ترسیل کو فروغ دیتا ہے، جو اس بات کو یقینی بنا سکتا ہے کہ دماغ کو کافی غذائی اجزاء اور توانائی ملے، اس طرح دماغی قوت اور برداشت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

یادداشت کو بڑھانے کے لیے سپلیمنٹس جانیں پر کلک کریں۔

یہ نتائج ایک سابقہ ​​تجویز کو تقویت دیتے ہیں کہ تیز لہر اور تکلی لہریں استحکام میں ترتیب وار شراکت کرتی ہیں۔ مجموعی طور پر، جیسا کہ یادداشت کے لیے ہپپوکیمپو-کورٹیکل تعامل کے ماڈلز کی طرف سے پیش گوئی کی گئی ہے، ہپپوکیمپل لہریں عام طور پر نیند کے دوران کارٹیکل لیڈ کرتی ہیں، اور کارٹیکل عام طور پر ہپپوکیمپل کے دوران لیڈ کرتی ہیں۔

Cortical Ripple Co-accurrence کو ایک سے زیادہ سائٹس پر ایکٹیویشن کے ذریعے سہولت فراہم کی جاتی ہے۔

ہر مریض میں، ہم نے پایا کہ جب دو کارٹیکل سائٹس خراب ہو جاتی ہیں، تو ایک یا زیادہ اضافی سائٹیں ان میں شامل ہو سکتی ہیں (SI اپنڈکس، تصویر S5)۔ یہ جانچنے کے لیے کہ آیا دو کارٹیکل سائٹس اسکورپلنگ نے دوسری سائٹوں کے لیے بھی لہریں لگنے کا زیادہ امکان بنا دیا ہے، ہم نے کالعدم مفروضے کے تحت تھری کورٹیکل چینلز کے تمام ممکنہ گروپس کے لیے تناسب کا χ2 ٹیسٹ شمار کیا کہ چینلز A اور B کے شریک ہونے کا کوئی تعلق نہیں ہے۔ Aand C کی موجودگی۔ ہمیں NREM کے دوران اوسطاً 14.1% ٹرپلٹس اور جاگنے کے دوران 38.8% میں تیسری سائٹ کی مشترکہ موجودگی میں نمایاں طور پر اضافہ پایا گیا (مریض کے مخصوص نتائج SIAppendix میں رپورٹ کیے گئے، جدول 4، χ2 تناسب کے ٹیسٹ، FDR- مریضوں کے اندر چینل ٹرپلٹس میں P اقدار کو درست کیا)۔

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) (تصویر 2D)۔ اضافہ کا اعلان کیا گیا، اس طرح کہ تمام چینلز کے 25% کی بنیادی لائن سے متعلقہ شریک واقعات کی مشاہدہ شدہ تعداد میں جاگنے کے دوران ∼104 اور NREM کے دوران ∼5 × 103 کے عنصر سے اضافہ ہوا ہے۔ خود کو تقویت دینے کے پھیلاؤ کا امکان۔

Cortical Ripples پورے فاصلے پر مضبوطی کے ساتھ ساتھ ہوتے ہیں۔

بائنڈنگ بائی ریپلز کا تقاضا ہے کہ وہ بڑے پیمانے پر کارٹیکل ایریاز میں ایک ساتھ پائے جائیں۔ ہم نے cortico-corticalripple co-currences کے مشروط امکانات کا موازنہ کیا (یعنی، ایک کورٹیکل سائٹ میں ایک لہر کا امکان جو کہ کسی دوسری کارٹیکل سائٹ میں لہر دیا گیا، جس میں 25-ms سے زیادہ یا اس کے برابر اوورلیپ کی ضرورت ہوتی ہے) cortical سائٹس. سٹریم لائن فاصلے HCP-MMP1.0 اٹلس (23) کے 360 پارسلوں کی گنتی کر رہے تھے، جیسا کہ امکانی پھیلاؤ MRI ٹریکوگرافی (24)، اور آبادی کی اوسط (25) سے طے ہوتا ہے۔

ہم نے پایا کہ NREM (تصویر 2E، r=0.04، P=0.22، بے ترتیب اثر کے طور پر مریض کے ساتھ لکیری مخلوط اثرات) کے دوران فائبر ٹریکٹ کے فاصلے کے ساتھ کورٹیکو کورٹیکل رِپلنگ کا امکان کم نہیں ہوا بلکہ 25-سینٹی میٹر کی علیحدگی تک، لوبوں کے پار، اور نصف کرہ کے درمیان برقرار رکھا گیا تھا۔ جاگنے کے دوران، ایک کمزور لیکن اہم منفی لکیری تعلق کے باوجود، لہر کے امکانات کو بھی اس فاصلے کی حد میں برقرار رکھا گیا تھا (تصویر 2F، r=0 .10، P=4 × 105) انفرادی مریضوں کے لیے SI اپینڈکس، تصویر S6A اور B دیکھیں۔

تمام Cortical علاقوں میں لہریں HippocampalRipples کے ساتھ مل کر ہوتی ہیں۔

اس سے قبل یہ اطلاع دی گئی تھی کہ پیراہپپوکیمپل گائرس اور 16.4% لیٹرل ٹیمپورل الیکٹروڈ کے درمیان لہروں کا جوڑا ہوتا ہے لیکن صرف 3.3% رولانڈک (8)، جو شاید کارٹیکل درجہ بندی (26) کے سب سے اوپر ہپپوکیمپس کے جسمانی مقام کی عکاسی کرتا ہے۔ تاہم، ہم نے پایا کہ ہپپوکیمپل لہریں NREM اور جاگنے دونوں میں تقریباً مساوی شرحوں پر تمام کارٹیکل علاقوں میں لہروں کے ساتھ ملتی ہیں۔

مائیلینیشن انڈیکس کو کارٹیکل ہائراکی میں پوزیشن کی پیمائش کے طور پر لے کر [ایسوسی ایشن ایریاز کم مائیلینیٹڈ ہیں (27)]، ہم نے NREM کے دوران کمزور لیکن اہم اثر پایا لیکن بیدار نہیں ہوئے۔ اپینڈکس، تصویر S7؛ r=0.15، P=0.01)، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ہپپوکیمپل کی لہریں پرائمری کارٹیکل علاقوں میں لہروں کے ساتھ مل کر پیدا ہونے کا امکان تھوڑا زیادہ ہوتا ہے۔

Cortico-cortical اور Hippocampo-Cortical Ripple Co-Ocurrence precedes recall.

. اگر مختلف کارٹیکل خطوں میں لہریں میموری کے عناصر کو جوڑتی ہیں، تو یہ توقع کی جائے گی کہ کورٹیکل رِپلز پہلے کیوڈ ریکال کے ساتھ ساتھ ہوتے ہیں، جس کے لیے ضروری ہے کہ ان عناصر کو ایکٹیویٹ کیا جائے۔ اس مفروضے کو جانچنے کے لیے، ہم نے پانچ SEEG مریضوں (تصویر 3A اور SI اپینڈکس، ٹیبلز 1 اور 5) کے جوڑے کے ساتھ منسلک میموری ٹاسک ڈیٹا کا تجزیہ کیا۔ کیوڈرکال میں تاخیر سے پہلے، کارٹیکل لہروں کی موجودگی (P=1 × 1011؛ مریض کے ساتھ ایک بے ترتیب اثر کے طور پر لکیری مخلوط اثرات کے ماڈل) میں 330% موقع (مقدمات کی بنیاد پر شمار کیا جاتا ہے، اس طرح امکان) میں نمایاں اضافہ ہوا تھا۔ فوری اور تاخیر سے واپس بلانے کے لیے علیحدہ طور پر طے کیا گیا تھا)، اور موقع کے مقابلے 758% کی کورٹیکو-کورٹیکل ریپل cooccurrence میں اور بھی زیادہ اضافہ (P=0.0004؛ تصویر 3B–E)۔

مزید برآں، کارٹیکل ریپل کی موجودگی (P=0.002) اور کورٹیکو-کورٹیکل (P=0.002) اور ہپپوکیمپو-کورٹیکل (P=0.008) ریپل کو-وکرنس ماڈیولیشنز پہلے سے زیادہ تھیں۔ delayedvs فوری طور پر واپسی، جس نے ایک جیسے محرکات اور ردعمل کا اشتراک کیا۔ آخر کار، کورٹیکو-کورٹیکل (P=0.04) اور ہپپوکیمپو کارٹیکل (P=0.004) ریپلنگ کو درست سے پہلے بڑھایا گیا تھا بمقابلہ غلط تاخیر سے واپسی ، جو عام طور پر کارٹیکل (P=0.08) یا ہپپوکیمپل (P=0.94) لہروں کا معاملہ نہیں تھا۔

خاص طور پر، جوڑی والے ساتھیوں کی تاخیر سے لیکن فوری طور پر یاد نہ کرنا ہپپوکیمپل کو پہنچنے والے نقصان (12) سے شدید طور پر متاثر ہوتا ہے۔ یہ اعداد و شمار کارٹیکل سائٹس کے درمیان اور ہپپوکیمپس اور پرانتستا کے درمیان ہپپوکیمپل پر منحصر سابقہ ​​غیر متعلقہ اشیاء کے نئے امتزاج کی بازیافت کے دوران بڑھتی ہوئی لہر کو ظاہر کرتے ہیں۔ یہ تلاش اس مفروضے کی تائید کرتی ہے کہ ہپپوکیمپو کورٹیکل اور کورٹیکوکورٹیکل ریپلنگ انسانوں میں اعلانیہ یادوں کی تعمیر نو میں حصہ ڈال سکتی ہے۔

چونکہ دماغی حالت یاد کرنے کی کارکردگی کو متاثر کر سکتی ہے، اس لیے ہم نے جانچا کہ کیا الفا (7 سے 13 ہرٹز) تجزیاتی طول و عرض میں درست اور غلط ردعمل کے درمیان فرق ہے۔ ہمیں درستی کے لیے جوابی اوقات کے ارد گرد ±1-s ونڈو کے اندر کورٹیکل چینلز میں اوسط الفا اینالیٹک طول و عرض میں کوئی خاص فرق نہیں ملا۔ پیئرڈ ایسوسی ایٹس ٹاسک ڈیٹا والے پانچ مریضوں میں سے کسی کے لیے بھی غلط ہے (P=0.24 سے 0.64 اور t=0.36 سے 1.6، یک طرفہ دو نمونہ ٹیسٹ، ایک سے زیادہ مریضوں کے لیے FDR سے درست شدہ P اقدار)۔

وسیع علاقوں میں Cortical Ripples فیز لاک۔

وسیع مقامات پر فیز لاکڈ دولن کا قیاس کیا گیا ہے تاکہ کارٹیکل سطح پر ہونے والے واقعات کے مختلف اجزاء کے انضمام ("بائنڈنگ") کو کم کیا جاسکے۔ ہر چینل کے جوڑے کے لیے، ہم نے فیز لاکنگ ویلیو (PLV) کا حساب لگایا، جو کہ سائٹس کے درمیان 70- سے 100-Hz مراحل کی مستقل مزاجی کا پیمانہ ہے، جو کہ طول و عرض (28) سے آزاد ہے، ان کی تمام لہروں میں یا تو NREM یا جاگنے میں۔ براہ کرم نوٹ کریں کہ مطابقت کو مختلف لہروں کے درمیان ناپا جاتا ہے، ہر ایک 1- ms بن پر ریپل سینٹر کے حوالے سے، نہ کہ coripples کے اندر۔

ہمیں دونوں ریاستوں (تصویر 4A–C) میں تمام نمونے والے cortical Regions کے درمیان، بشمول نصف کرہ کے درمیان شریک ہونے والی لہروں کی اہم PLV ملی (تصویر 4A–C)۔ NREM کے دوران جاگنے کے مقابلے میں نمایاں PLV ماڈیولز کے ساتھ زیادہ چینل جوڑے تھے (تصویر 4C اور SI ضمیمہ، ٹیبل 6؛ پوسٹ ایف ڈی آر P < 0.05، بے ترتیب ٹیسٹ؛ SI اپینڈکس، تصویر S8A اور B میں غیر اہم نتائج)۔

دو لہروں کے درمیان دو کارٹیکل مقامات کے درمیان مستقل مرحلے کی ایک مثال تصویر 4A میں دکھائی گئی ہے۔ ہر چینل کے جوڑے کے لیے، PLV کی پیمائش ان کی لہر کے مرکز (تصویر 4B) کی نسبت ہر تاخیر پر کی گئی تھی، اور اس وقت کے کورسز کا اوسط تمام اہم چینل جوڑوں (تصویر 4C) میں لگایا گیا تھا۔ بڑھتی ہوئی PLV اس پوری مدت تک جاری رہی جب سائٹس پھڑپھڑا رہی تھیں اور بیس لائن سے اچانک اٹھ گئیں۔ پی ایل وی ٹائم کورس پورے چینل کے جوڑوں میں نمایاں طور پر ملتا جلتا تھا۔ نیند کے دوران 2,106/2,275 cortico-cortical چینل کے جوڑوں میں 40 سے زیادہ ایک ساتھ ہونے والی لہریں تھیں، جو قابل اعتماد PLV تخمینہ کے لیے ضروری تھیں۔ ان میں سے، 26.3% (554/2,106) میں اہم PLV ماڈیولیشنز تھیں۔

جاگنے کے دوران، 1,939/2,275 میں 40 سے زیادہ ایک ساتھ ہونے والی لہریں تھیں، اور ان میں سے 13.9% (269/1,939) میں اہم PLV ماڈیولیشن تھے (SI اپینڈکس، ٹیبل 6)۔ جیسا کہ ہم نے ہم آہنگی کے لیے پایا (SI اپینڈکس، تصویر 3۔ )، cortico-cortical ripple peak PLVs پورے چینل کے جوڑوں میں NREM اور جاگنے کے درمیان مثبت طور پر منسلک تھے (SIAppendix, Fig. S3B; r=0.20, P=4 × 1022, اہمیت ofr)۔ خلاصہ طور پر، پوری پرانتستا میں سائٹس کے دور دراز جوڑے NREM اور جاگنے دونوں میں لہروں کے دوران یکساں مراحل پائے گئے۔

فیز لاکڈ لہروں میں جاگنے کے مقابلے میں فیز لگسن NREM کی وسیع رینج ہوتی ہے اور راتوں میں مختلف ہو سکتے ہیں۔

کارٹیکل ریپلنگ سائٹس کے درمیان اہم فیز لاکنگ کا مظاہرہ کرنے کے بعد، ہم نے سائٹ کے جوڑوں میں سرکلرمین فیز اینگلز کی تقسیم کا جائزہ لیا۔ ہم نے پایا کہ NREM کے دوران مختلف کارٹیکل سائٹ کے جوڑوں کے لیے اوسط فیز اینگل جن میں اہم لہر فیز لاکنگ ہوتی ہے ان میں {{0}} سے 2π ریڈینز (تصویر 4D، نیچے بائیں) تک کافی مساوی تقسیم تھی۔ تاہم، جاگنے کے دوران، لہر کا مرحلہ ∼0 یا ∼π (تصویر 4D، نیچے دائیں) جوڑوں میں پیچھے رہ جاتا ہے۔

یہ فرق اہم تھا (P {{0}} × 108، χ2=29.8، df=1؛ 0 ± π/6 یا π ± کے اندر شمار کا استعمال کرتے ہوئے π/6 بمقابلہ NREM بمقابلہ جاگنے کے لیے ان حدود سے باہر)۔ یہ مشاہدہ جاگنے کے دوران زیرو فیز وقفہ کی طرف زیادہ رجحان کی نشاندہی کرتا ہے۔ ہم ذیل میں ثبوت فراہم کرتے ہیں کہ ∼0 اور ∼π وقفہ فعال طور پر مساوی ہیں اور یہ ٹھیک پیمانے پر الیکٹروڈ رابطے کی جگہ کے تعلق سے کورٹیکل تہوں میں تغیر کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔ یہ جاگنے کے دوران صفر کے قریب تاخیر پر جوڑے میں لہروں کے زیادہ رجحان سے متعلق ہو سکتا ہے (تصویر 2A)۔

ہم نے یہ بھی جانچا کہ آیا NREM کے دوران مرحلے میں وقفہ رات بھر مختلف ہوتا ہے۔ ایک سے زیادہ نیند والی راتوں والے ہر مریض کے لیے (n {{0}})، ہم نے چینل کے جوڑوں کے اندر نیند کی راتوں کے تمام ممکنہ جوڑوں کے درمیان لہر کے مرحلے کے وقفے کا موازنہ کیا جس میں اہم PLV ماڈیولیشن تھے۔ ہم نے پایا کہ اس طرح کے جوڑوں میں سے 51.8% (1,256/2,426) راتوں کے درمیان نمایاں طور پر مختلف مرحلے میں وقفہ رکھتے ہیں (تصویر 4E؛ پوسٹ FDR P <0.05، واٹسن – ولیمز ٹیسٹ؛ کم از کم 30 ریپلپر نائٹ فی چینل جوڑا)۔ مخصوص کارٹیکل سائٹس کے درمیان ریپل فیز لیگز میں یہ فرق بتاتے ہیں کہ وہ راتوں کو مختلف نیٹ ورکس میں حصہ لے سکتے ہیں، جیسا کہ ہوسکتا ہے، مثال کے طور پر، جب مختلف یادوں سے وابستہ کارٹیکل نمائندگی کو دوبارہ فعال کیا جائے۔ اسی طرح کے مظاہر بڑے پیمانے پر کارٹیکل ماڈلز (29) میں نوٹ کیے گئے ہیں۔

لمبی دوری پر مضبوطی سے لہریں فیز لاک۔

چونکہ اعلانیہ یادیں خصوصیت سے متفرق عناصر کو متحد کرتی ہیں جو دونوں نصف کرہ میں وسیع کارٹیکل مقامات پر انکوڈ کیے گئے ہیں، اس لیے ان کی انکوڈنگ، استحکام، یا بازیافت کی حمایت کرنے والا کوئی بھی نیورو فزیولوجیکل عمل اسی طرح ان فاصلوں پر بھی کام کرنا چاہیے۔ اس طرح، یہ دیکھتے ہوئے کہ cortico-cortical rippleco-واقعات میں فاصلے کے ساتھ کوئی کمی نہیں ہوتی ہے (200 mm تک ٹیسٹڈ اپ؛ تصویر 2E اور F)، ہم نے قیاس کیا کہ کورٹیکوکورٹیکل ریپل فیز لاکنگ بھی فاصلے کے ساتھ کم نہیں ہوتی ہے۔

درحقیقت، ہم نے پایا کہ، لہروں کے شریک واقعات کی طرح، اہم PLV ماڈیولیشنز کے ساتھ چینل کے جوڑوں کا تناسب (تصویر 4F؛ r=0.07، P=0.36، مریضوں کے ساتھ لکیری مخلوط اثرات ایک بے ترتیب اثر) اور ان PLV ماڈیولیشنز کی شدت (تصویر 4G؛ r=0.05, P=0.67) NREM کے دوران فائبر ٹریکٹ کے درمیانی فاصلے کے ساتھ نمایاں طور پر کم نہیں ہوئی۔ جاگنے کے دوران، فاصلے کے ساتھ اہم PLV ماڈیولز کے ساتھ چینل کے جوڑوں کے تناسب میں نمایاں کمی واقع ہوئی، خاص طور پر کم فاصلے پر (تصویر 4F؛ r=0.07، P=0.001)، لیکن کوئی کمی نہیں ہوئی۔ فاصلے کے ساتھ اہم چینل پیئر پی ایل وی ماڈیولیشن کی وسعت میں (تصویر 4G؛ r=0.004, P=0.94)۔ اس طرح، ریپلنگ کے ذریعہ تعاون یافتہ جسمانی عمل پوری کارٹیکل سطح کو پھیلا سکتا ہے۔

مزید کارٹیکل سائٹس کوریپلنگ کے ساتھ فیز لاکنگ میں اضافہ ہوتا ہے۔

لہریں اکثر متعدد سائٹس پر مرحلہ وار بند ہوجاتی ہیں، بشمول نصف کرہ کے درمیان (تصویر 4H)، اور جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے کہ ہمیں معلوم ہوا کہ دو سائٹس کی خرابی نے اس بات کا زیادہ امکان بنا دیا ہے کہ تیسری سائیٹ کو کریپلنگ کیا گیا ہے۔ ان نتائج سے یہ سوال پیدا ہوتا ہے کہ آیا وسیع پیمانے پر پھیلنے والے نیٹ ورکس کو چالو کرنا زیادہ سے زیادہ نیٹ ورک کی ہم آہنگی کی سہولت فراہم کرتا ہے۔ ہم نے ریپلنگ سائٹس کی تعداد اور کورٹیکو کورٹیکل ریپل فیز لاکنگ چوٹی کے طول و عرض (تصویر 4I) کے درمیان ایک مضبوط مثبت لکیری تعلق پایا۔

یہ نتائج دوبارہ اس وقت پائے گئے جب ΔPLV (چوٹی PLVminus بیس لائن PLV) چوٹی PLV (ΔPLV:n {{0}}}/17 مریض NREM کے دوران اہم، n=1/17 اہم) کے بجائے استعمال کیا گیا۔ جاگنے کے دوران، FDR کے بعد P < 0۔{14}}5، r کی اہمیت)۔ یہ جانچیں کہ آیا زیادہ کوریپلنگ صرف زیادہ تر لہروں کی وجہ سے ہوئی تھی، ہم نے کریپلز کی اوسط 70- سے 100-Hz analyticamplitude کی پیمائش کی اور پتہ چلا کہ NREM میں صرف 2/17 مریض اور جاگتے ہوئے 0/17 مریضوں میں اہم ارتباط تھا۔ (پوسٹ-FDR P <0.05، r کی اہمیت)، اور اہم ارتباط دونوں منفی تھے، جو یہ ظاہر کرتے ہیں کہ زیادہ کوریپلنگ زیادہ طول و عرض کی وجہ سے نہیں تھی۔ مجموعی طور پر، لہروں کا ایک ساتھ ہونا مزید ہم آہنگی کو فروغ دیتا ہے، جو فیز لاکنگ کو بڑھاتا ہے۔

Cortico-cortical Coripples میں مسلسل مرحلہ وار وقفے وقفے کے چکروں میں ہوتے ہیں۔

ہم نے یہ قیاس کیا کہ ایک سائٹ کا جوڑا پے درپے لہروں کے چکروں میں مؤثر طریقے سے "فیز لاک" ہوگا کیونکہ ∼90 Hz کی لہروں کی دوغلی فریکوئنسی لہروں اور مقامات پر اتنی مماثلت رکھتی ہے۔ ہر cortico-cortical چینل کے جوڑے سے ہر ایک لہر کے لیے، ہم نے ریپل ٹائم سینٹر کے قریب ان کی پانچ چوٹیوں کا استعمال کرتے ہوئے دو لہروں کے درمیان وقفے وقفے سے PLV کی گنتی کی اور 807,213 میں سے 98.3% کے لیے نمایاں اندر کی لہروں کے فیز لاکنگ کو پایا۔ NREM کے دوران لہریں اور جاگنے کے دوران 1,348,696 لہروں میں سے 98.0% (P <0.05; رینڈمائزیشن ٹیسٹ، n=1،000 بے ترتیب فیز لیگز، لہروں میں FDR اصلاح)۔ اس طرح، تقریباً تمام cortico-cortical coripples میں ریپل فیز لاکنگ موجود ہے۔

ہپپوکیمپو-کورٹیکل جوڑے شاذ و نادر ہی، اگر کبھی، فیز لاک۔

Cortico-cortical فیز لاکنگ کو جوڑے ہوئے cortical oscillators کے نیٹ ورک کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے، ایک مرکزی ڈرائیونگ میکانزم، یا مجموعہ۔ چونکہ ہپپوکیمپل لہریں کارٹیکل لہروں (تصویر 2B) کے ساتھ مضبوطی سے ملتی ہیں، اس لیے ہم نے جانچ کی کہ آیا ہپپوکیمپس پرانتستا میں لہروں کی فیز لاکنگ کو جانچ کر کے چلاتا ہے کہ آیا ہپپوکیمپو کورٹیکل کورپلز کے درمیان فیز لاکنگ ہے۔

نیند کے دوران ہپپوکیمپو کارٹیکل جوڑوں کے لیے، 277/461 میں 40 سے زیادہ ایک ساتھ ہونے والی لہریں تھیں، اور ان میں سے 1.4% (4/277) میں اہم PLV ماڈیولیشن تھے۔ جاگنے کے دوران، 333/461 ہپپوکیمپو کارٹیکل چینل کے جوڑوں میں 40 سے زیادہ ایک ساتھ ہونے والی لہریں تھیں، اور ان میں سے 0.3٪ (1/333) میں ایک اہم PLV ماڈیولیشن تھا (SI اپینڈکس، تصویر S8C–F اور Table S6)۔

الیکٹروڈ ٹریجیکٹریز کی جانچ نے تجویز کیا کہ کارٹیکل سائٹس کے ساتھ اہم PLVs کے ساتھ ہپپوکیمپل رابطے شاید ہپپوکیمپس کے بجائے سبیکولر کمپلیکس میں واقع تھے، ہپپوکیمپس سے ریٹرو اسپلینیئل کورٹیکس اسویا سبیکولم (10) تک چوہوں کے پھیلاؤ کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔ اس طرح، اس بات کا امکان نہیں ہے کہ کورٹیکو-کورٹیکل رپل فیز لاکنگ ہپپوکیمپل ریپل کے عام ان پٹس سے چلتی ہے، جو اس مفروضے کی تائید کرتی ہے کہ کورٹیکو کورٹیکل ریپل فیز لاکنگ انٹراکورٹیکل چلتی ہے۔

Cortical Ripples بڑھے ہوئے اور فیز موڈیولڈ سنگل یونٹ فائرنگ سے وابستہ ہیں۔

دور دراز کی جگہوں کے درمیان مواصلت اور معلومات کے انضمام میں لہروں کا کردار ہونے کے لیے ضروری ہے کہ نیورونل ایکشن پوٹینشل لہر کی موجودگی اور مرحلے کے ساتھ ہم آہنگ ہوں۔ ہم نے NREM کے دوران تین مریضوں (SI اپینڈکس، ٹیبل 7) میں انسانی لیٹرل ٹیمپورل کورٹیکس گرینولر/سوپرا گرانولر لیئرز سے مائیکرو رے ریکارڈنگز کا تجزیہ کیا تاکہ یہ جانچا جا سکے کہ آیا لہریں مقامی سنگل یونٹ اسپائکنگ کو ماڈیول کرتی ہیں۔

ہم نے اسپائکس کا پتہ لگایا اور انہیں پہلے سے قائم طریقوں (30) کے مطابق ویوفارم کی شکلوں اور اسپائک ٹائمنگ کی خصوصیات کی بنیاد پر پوٹیٹیو پرامڈل (PY) اور انٹرنیورون (IN) یونٹس میں ترتیب دیا اور تصدیق کی کہ یونٹس میں بڑے چوٹی سگنل ٹو شورریٹیو (PY: 9.1 ± 3.4؛ IN: 5.2 ± 2.9) میں کم سے کم وقفے وقفے تھے جو کہ تھے<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). 

ہم نے ایل ایف پی کی یونٹ اسپائک آلودگی کو روکنے کے لیے یونٹ کے چینل پر اسپائکس کے اوقات میں گھٹائے گئے ہر یونٹ کے اوسط اسپائک ویوفارم کے ساتھ سرنی کے مائیکرو کانٹیکٹس کے ذریعے ریکارڈ کی گئی لہروں کا بھی پتہ لگایا۔ ہم نے پایا کہ کارٹیکل لہریں سنگل یونٹ کی بڑھتی ہوئی فائرنگ (تصویر 5A اور B) سے وابستہ تھیں۔ PY میں 255% اضافہ ہوا اور IN میں لہروں کے دوران اسپائیک کی شرح میں 297% اضافہ ہوا جو بنیادی لائن کے مقابلے میں تھا (ریپلز کے درمیان تصادفی طور پر منتخب کردہ عہد جو کہ لہروں کی تعداد اور مدت میں مماثل تھے)۔

مزید برآں، یونٹ کی فائرنگ کو لہروں (تصویر 5A) کے ذریعے مضبوطی سے فیز ماڈیول کیا گیا تھا، جس میں PY کے 49% (32/66) اور IN کے 71% (24/34) میں 70- سے 100- نمایاں تھے۔ مقامی لہروں کے دوران Hz فیز ماڈیولیشنز 17}}.5، لہروں میں کم از کم 30 سپائی اسپر یونٹ)۔

اس طرح، چونکہ یونٹ اسپائکنگ کو مقامی لہر کے مرحلے کے ساتھ جوڑا جاتا ہے، اور چونکہ لہروں کے مراحل لمبی دوری پر ہم آہنگ ہوتے ہیں، یہ اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ لہریں پرانتستا میں وسیع علیحدگی کے درمیان یونٹ اسپائک ٹائمنگ کو مربوط کرتی ہیں، جو فیز سلیکشن، اتفاق کا پتہ لگانے، دوبارہ داخل ہونے والی پروسیسنگ، اور اسپائک- وقت پر منحصر پلاسٹکٹی۔ یہ بنیادی نیورو فزیوولوجیکل عمل کارٹیکل ایریاز، بائنڈنگ کے جوہر کے درمیان سیل اسمبلیوں کے کوآپریٹو انتخاب کو متاثر کریں گے۔

کورپلنگ ڈسٹنٹ کورٹیکل سائٹس کے درمیان پوٹیٹیو یونٹ سرگرمی کے ارتباط کو بڑھاتا ہے۔

ہمارے نتائج سے معلوم ہوتا ہے کہ لہریں اکثر دور دراز کی جگہوں پر فیز لاک ہوتی ہیں اور یہ کہ یونٹ کی فائرنگ مقامی لہروں کے ساتھ فیز لاک ہوتی ہے اس کا مطلب یہ ہے کہ یونٹ فائرنگ بھی دور دراز مقامات پر باہم مربوط ہے۔ ہم اس کی براہ راست جانچ کرنے سے قاصر تھے کیونکہ ہم نے 5 ملی میٹر سے زیادہ الگ الگ متعدد مقامات پر یونٹس کی مائیکرو الیکٹروڈ ریکارڈنگ نہیں کی۔

Rather, as an indirect test, we used >200-یونٹ فائرنگ کے لیے پراکسی کے طور پر SEEG ریکارڈنگ سے Hz تجزیاتی طول و عرض (32)۔ جاگنے کے دوران، لیکن NREM کے نہیں، یہ پیمائش نمایاں طور پر زیادہ مربوط تھی جب کارٹیکل سائٹس بمقابلہ جب وہ نہیں تھیں (تصویر 5D، P=8 × 10303، دو طرفہ جوڑا ٹی-ٹیسٹ)۔ ریپلنگ سائٹس کے درمیان باہمی تعلق سائٹس کے درمیان بڑھتے ہوئے فاصلے کے اندر نمایاں طور پر کم نہیں ہوا (تصویر 5E)۔

جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، لہر کا مرحلہ 0 یا π کے قریب ہونے والے چینلز کے درمیان وقفہ کرتا ہے، خاص طور پر جاگنے کے دوران۔ یہ اس بات کی نشاندہی کرسکتا ہے کہ کوریپلنگ بعض اوقات روکے ہوئے مواصلات کی حالت کی نمائندگی کرتی ہے، یا صرف یہ کہ ہمارے دوئبرووی SEEG اخذات کا مقامی لہر پیدا کرنے والے ڈیپولس سے متغیر تعلق تھا۔ درحقیقت، 3-ملی میٹر دو قطبی SEEG رابطہ علیحدگی کافی بڑی ہے کہ مختلف سمتوں کے ساتھ متعدد لہروں کے ڈوپولس سے ریکارڈ کیا جا سکے۔ چوہوں میں، ریپل جنریٹر کارٹیکل سطح (5) کے ∼1 mm2 پر قابض ہوتے ہیں، اور سیلولر جنریٹر ∼1 mm (10) سے الگ کی گئی متعدد تہوں میں واقع ہوتے ہیں۔

ان مفروضوں کو جانچنے کے لیے، ہم نے سائٹس کے درمیان {{0}} ہرٹز ہائی پاسڈ سگنلز کے تجزیاتی طول و عرض کے ارتباط کا موازنہ کیا، جب سائٹس 0 ± π/6 بمقابلہ کے مرحلے سے پیچھے رہ جاتی ہیں۔ π ± π/6 (ہر چینل کے جوڑے کے لیے ان حدود میں اوسط)۔ NREM یا جاگنے کے لیے کوئی خاص فرق نہیں ملا (NREM: P=0.07؛ جاگنا: P=0.17؛ دو طرفہ جوڑا ٹی-ٹیسٹ، n=2،275 چینل کے جوڑے) ، اس طرح یہ تجویز کرتا ہے کہ 0 اور π کے قریب وقفہ فعال طور پر مساوی ہے، جیسا کہ توقع کی جائے گی اگر وہ کارٹیکل لیمنا کے نسبت الیکٹروڈ مقام میں معمولی فرق کی وجہ سے ہوں۔

For more information:1950477648nn@gmail.com