Дебаты в науке о сне продолжались в течение целого поколения. Люди и животные болеют и умирают, если их лишить сна, но почему сон так необходим?
Психиатры Киара Чирелли (Chiara Cirelli) и Джулио Тонони (Giulio Tononi) из Центра Висконсина по изучению сна и сознания (Wisconsin Center for Sleep and Consciousness) предложили «гипотезу синаптического гомеостаза» в 2003 году. Эта гипотеза утверждает, что сон - это цена, которую мы платим за мозг, который является пластичным и способен продолжать изучать новые вещи.
Несколько лет назад они начали четырехлетние исследовательские работы, которые могли бы показать прямые доказательства их теории.
Результат этих исследований, опубликованный в феврале 2017 года в Science, предложил прямое визуальное доказательство «гипотезы синаптического гомеостаза».
Киара Чирелли, профессор Школы медицины и общественного здравоохранения Университета Висконсина, более подробно описала исследования на ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки.
Джулио Тонони и Киара Чирелли в лаборатории Центра Висконсина по изучению сна и сознания. Фото: John Maniaci/UW Health.
Электронно-микроскопические поразительные снимки мозга мышей показывают, что происходит в нашем мозгу каждый день: наши синапсы - соединения между нервными клетками - становятся сильными и большими во время стимуляции дневного времени, а затем сокращаются почти на 20 процентов, пока мы спим, создавая место для большего роста и обучения на следующий день.
Большая группа исследователей разделила мышей и использовала сканирующий электронный микроскоп для фотографирования, реконструкции и анализа двух областей коры головного мозга. Им удалось пересмотреть и реконструировать 6920 синапсов и измерить их размер.
Команда умышленно не знала, анализируют ли они мозговые клетки хорошо отдохнувшей мыши или той, которая не спала. Когда они, наконец, «сломали код» и скоррелировали измерения с количеством сна, которое у мышей было за шесть-восемь часов до того, как изображение было снято, они обнаружили, что несколько часов сна привели в среднем к 18-процентному снижению размера синапсов. Эти изменения произошли в обеих областях коры головного мозга и были пропорциональны размеру синапсов.
Исследование было большой новостью. Это подкреплялось сопутствующим исследованием Университета Джона Хопкинса, которое анализировало белки мозга, чтобы также подтвердить предсказание «гипотезы синаптического гомеостаза», что цель сна - уменьшить синапсы.
Исследователи проанализировали тысячи снимков коры головного мозга мышей, чтобы доказать, что сон помогает мозгу учиться чему то-новому каждый день. Фото: John Maniaci/UW Health.
Для Киара Чирелли исследование было большой игрой, которая окупилась. Но она не останавливается на достигнутом. Ее лаборатория теперь рассматривает новые области мозга и мозги молодых мышей, чтобы понять роль сна в развитии мозга.
Источник: medicalxpress.com
