Сон может освобождать место для новой информации

Два новых исследования предполагают, что если вы вздремнёте, то потеряете часть связей между клетками мозга.

Люди уже знают то, что высыпание крайне важно для надлежащего функционирования мозга. “Если вы не высыпаетесь, то ваша способность приобретать, обрабатывать и вспоминать информацию будет сильно ослаблена”, - считает невролог Пауль Шоу (Paul Shaw) соавтор одного из новых исследований.

Исследователи из университета Вашингтона в Сент-Луисе обнаружили, что плодовым мушкам после общения требуется более продолжительный сон. Они отследили эту увеличенную потребность к 16 нейронам, которые строят связи по мере общения мух. Сон ослабляет или разъединяет некоторые из связей между этими нейронами.

Однако ученые пока не пришли к единому мнению, как сон помогает мозгу изучать и запоминать. Два исследования, опубликованные 3 апреля в журнале Science, предполагают, что сон, чтобы освободить место для новой информации, ослабляет или разъединяет связи между клетками мозга.

На фотографии изображены нейроны, заставляющие мушек спать дольше после общения. Зелёное, флуоресцентное вещество является  белком.

Исследование Джиорджио Гилестро (Giorgio Gilestro), Гиюлио Тонони (Giulio Tononi) и Чиары Цирелли (Chiara Cirelli) из университета Висконсина-Медисона показало, что уровень белка найденного в синаптических связях между нейронами (синапсы) в мозге плодовой мушки во время бодрствования повышается. Лишение мух сна приводит к повышенному уровню этого белка. Уровень белка уменьшался только во время сна.

Обычно ученые определяют силу синапсов, измеряя электрическую активность нейронов, однако, мозги плодовой мушки слишком маленькие для замеров электрической активности. Так что в качестве маркеров силы синапсов группа использовала белки.

Если это является правдой, тогда новое открытие предложит солидную поддержку теории синаптического гомеостазиса, выдвинутой Тонони и Цирелли. Эта теория заявляет, что сон уменьшает силу связей между нейронами, ослабляя самые сильные связи и полностью устраняя слабые синапсы. По словам исследователей, такое сокращение помогает сохранять ресурсы и повышает уровень важных воспоминаний путём снижения уровня не нужного шума. 

Чем дольше плодовая мошка бодрствует, тем больше синапсов (справа). Сон снижает уровень белка (слева). Отсюда можно сделать вывод, что одной из функций сна является снижение или уничтожение синапсов для усвоения информации в будущем.

“Если это действительно так, то разрушение связей является одной их наиважнейших функций сна”, - говорит Цирелли.

Однако другие исследователи собрали противоречивые данные, предполагающие, что сон помогает усиливать синапсы, не ослабляя их.

Новое исследование Цирелли и Тонони является первой демонстрацией того, что во время сна, "нечто” происходит с синапсами. Однако их техника использует косвенный измеритель силы синапсов и не доказывает ослабление связей. Некоторые исследования Маркоса Франка (Marcos Frank) из университета Пенсильвании в Филадельфии указывают на то, что сон напротив усиливает определенные связи в мозге котят.

Цирелли считает, что её группа исследовала функции сна взрослого мозга, и ещё слишком рано говорит о том, имеются ли различия между мозгов молодых животных и людей. Она также добавляет, что, даже если отдельные изолированные синапсы и получают усиление во время сна, то в целом во время дремоты мозг теряет связи.

Франк вовсе не единственный скептик теории синаптического гомеостазиса. Шоу изучал то, как сон затрагивает изучение и память. Целью его эксперимента, частично являлось опровержение этой теории.

Ранее работа в лаборатории Шоу показала, что после общения плодовые мушки нуждались в дополнительном сне. В новом исследовании учёные из лаборатории отследили увеличенный сон к 16 нейронам, известным как большие боковые брюшные нейроны. Эти нейроны - часть схемы, формирующей циркадный ритм в мозгу плодовой мушки. Команда генетически спроектированных мух, производящих зеленый флуоресцентный белок в нейронах, облегчила подсчет синапсов. Исследование показало, что число новых связей, сформированных за время общения, уменьшилось после того, как мухи выспались. И наоборот, мозг лишенных сна мух не сократил числа синапсов. Оказалось, что этот эксперимент наоборот поддержал теорию о том, что только спящие мухи теряют синапсы.

Шоу допускает то, что на первый взгляд, потеря синапсов не походит на хороший способ учиться. Он думает, что уменьшение во время сна числа синапсов предохраняет мозг мух от перегрузки эмоциями и ощущениями.

Новое исследование также связало изучение и потребность поспать с тремя генами — rutabaga, period и blistered. Period ранее был определён как ключевой механизм циркадных ритмов плодовой мушки. Blistered является мушиным эквивалентом человеческого гена serum response factor, ген, применяемого в процессе обучения, вспоминания и для построения связей мозга.

Однако, несмотря на результаты исследования Шоу всё равно не полностью поддерживает теорию синаптического гомеостазиса. Он думает, что сон ослабляет синапсы в некоторых схемах и усиливает связи в других.

По материалам Sciencenews.org

-------

Наше здоровье напрямую зависит от качества и количества нашего сна. Для того, чтобы чувствовать бодрость и энергию необходимо спать не менее 8 часов. Выбор хорошей кровати играет ключевую роль. Приобрести кровати недорого вы можете на сайте https://mebelsofi.ru/. Огромный выбор, отличное качество и совсем недорого!