Утро вечера мудренее, эта старая присказка обретает новый смысл в свете последних исследований, проведенных неврологами из Университета Пенсильвании. Во время последних исследований ученые выяснили, что некоторые изменения в человеческом мозге могут проходить исключительно во время сна, поэтому он необходим не только для того, чтобы отдохнуть, но и для того, чтобы сделать ряд изменений, необходимых для нормальной работы этого ключевого органа.
Исследователи из Пенсильвании говорят, что производство и хранение воспоминаний возможно только во время сна. По словам Маркоса Франка, помощника профессора кафедры неврологии Университета Пенсильвании, можно совершенно точно сказать, что мозг во время сна очень сильно отличается от мозга во время бодрствования, причем изменения происходят не только на логическом уровне и уровне биоритмов, но и на уровне биологических клеток мозга.
"В процессе практических исследований мы обнаружили биохимические изменения, которые просто не происходят в нейронах бодрствующих животных и людей. Когда подопытные засыпали, в их мозгу происходило переключение, необходимое для принятия накопленных синаптических изменений, которые лежат в основе механизма формирования памяти", - говорит Франк.
Проще говоря, во время бодрствования люди и животные набираются некоторого опыта, становятся свидетелями каких-то событий, получают какую-то информацию. На биологическом уровне это выражается через изменение связей между нейронами головного мозга, за день таких изменений может произойти очень много, но для того, чтобы новые связи между нейронами стали достаточно прочными, мозгу нужно провести ряд биохимических реакций, которые реализуются только во время сна.
К таким вывода исследователи пришли на базе анализа нейронных сетей и их ответа на разнообразные раздражители. В расчет брались электрофизиологические и молекулярные изменения коры головного мозга. Эти данные сравнивались во время дня и ночи и проводился сравнительный анализ по каждому из участков.
По словам Франка, ранние исследования уже подтвердили, что сон способствует реорганизации коры мозга у всех без исключения животных и людей. Теперь ученые проникли в суть этих изменений.
Главные изменения стартуют на молекулярном уровне. Ключевое изменение провоцирует сложный рецептор N-метил-D-аспартат (NMDAR), который действует как регулятор синаптических процессов. Для того, чтобы этот рецептор заработал и начал производить изменения, он должен получить внеклеточные сигналы от гутаматных соединений и потоков ионов кальция, находящихся в клетках мозга.
По существу, после того, как мозг получает команду на реорганизацию своих нейронных сетей во время бодрствования (например, при получении визуальных воспоминаний) в коре образуются внутри- и межклеточные коммуникационные пути, которые производятся группой ферментов. А вот сами ферменты взаимодействуют между собой только в период сна.
"К нашему удивлению, мы выяснили, что ферменты никогда не включаются и не взаимодействуют в период бодрствования. Как только животное или человек засыпали, мы видели как начинались процессы механического производства памяти", - говорит Франк.
|