Ученые смогли лучше понять функцию сна
Теория текущего исследования предполагает, что мозг может отключать определенные нейронные связи во время сна, чтобы предотвратить информационную перегрузку, что облегчает усвоение новой информации на следующий день.
Когда человек бодрствует, связи между клетками мозга укрепляются. Однако для создания прочной и сложной нейронной связи требуется больше энергии. Если бы любая мозговая связь могла бесконечно укрепляться и усложняться, то она стала бы энергетически неустойчивой. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, мозг, возможно, выработал механизм перезагрузки, чтобы предотвратить слишком большое количество активных мозговых связей, оставляя мало энергии для создания новых в будущем.
«Хотя функция сна остается загадочной, возможно, он является периодом "отключения", когда связи в мозге могут быть ослаблены, это подготавливает нас к изучению новых вещей на следующий день», — объясняет Джейсон Рихел, профессор клеточной биологии.
Однако полученные результаты поднимают вопрос о том, почему мозг восстанавливает нейронные связи только в первой половине ночи и какую функцию выполняет вторая половина сна.
Как проходило новое исследование
В исследовании использовались рыбки данио-рерио (их часто используют для изучения работы мозга во время сна). Эти рыбки были оптически прозрачными, что облегчало запись изображений генов и структур, которые позволяют клеткам мозга взаимодействовать друг с другом. Авторы исследования регистрировали мозговую активность, когда животные спали и когда они бодрствовали.
Исследователи обнаружили, что мозг добавляет новые связи во время бодрствования и теряет многие из них в течение ночи. Однако это зависело от того, насколько сильное давление во время сна (желание поспать) возникало у животного в течение дня, прежде чем ему разрешали отдохнуть. Если ученые лишали рыбу сна на несколько дополнительных часов, они замечали увеличение мозговых связей до тех пор, пока животное не засыпало.
Команда отмечает, что перестройка этих связей между клетками мозга произошла во время медленно-волнового сна, части цикла сна, который происходит в начале ночи.
«Полученные результаты подтверждают теорию о том, что сон служит для ослабления связей в мозге, подготавливая к дальнейшему обучению и новым связям на следующий день. Но наше исследование ничего не говорит нам о том, что происходит во второй половине ночи», — говорит Аня Суппермпул, профессор клеточной биологии и биологии развития Калифорнийского университета.