16 февраля 2018, 09:50 Калейдоскоп 8053

Новые снимки головного мозга показали, как он восстанавливается во время сна

Электронно-микроскопические изображения мозга мышей подтвердили давнюю гипотезу: сон играет важнейшую роль в способности организма учиться чему-то новому.

На полученных снимках видно, что соединения между нейронами (синапсы) укрепляются и растут во время бодрствования. Но затем, во время сна, они "худеют" практически на 20 процентов, создавая пространство для дальнейшего роста на следующий день.

Исследователи захотели проверить "гипотезу синаптического гомеостаза". Согласно последней, сон – это своеобразная цена, которую мы платим за пластичность нашего мозга. Доктор Кьяра Чирелли (Chiara Cirelli) из Центра Висконсина по изучению сна и сознания (Wisconsin Center for Sleep and Consciousness) при Висконсинском университете в Мэдисоне использовали 3D-электронную микроскопию для получения снимков высокого разрешения, демонстрирующих кору головного мозга мышей.

Специалисты проводили исследование на протяжении четырёх лет, проект также включал реконструкцию и анализ двух областей коры головного мозга мышей. В конечном счёте группа учёных смогла реконструировать порядка 6920 синапсов и измерить их размеры. Работа помогла получить визуальные доказательства "гипотезы синаптического гомеостаза".

Специалисты соотнесли размеры синапсов со временем сна у грызунов (они тратили на него шесть-восемь часов до "фотосессии"). Оказалось, что размер синапсов в среднем уменьшался на 18 процентов после нескольких часов сна.

"Результаты показывают, что баланс размера и прочности синапсов нарушается во время бодрствования и восстанавливается во время сна, — говорит Чирелли. – Примечательно, что подавляющее большинство синапсов в коре головного мозга довольно сильно видоизменяются в размерах в течение нескольких часов бодрствования и сна".

Примерно 80 процентов всех синапсов показали подобные изменения. Эксперты предполагают, что те синапсы, которые не изменяются, могут быть связаны с наиболее важными и стабильными воспоминаниями.

"Если применить наши выводы, полученные в ходе исследований мышей, к людям, то результаты говорят о следующем: каждую ночь триллионы синапсов в нашей коре головного мозга могут становиться "стройнее" на целых 20 процентов", — добавляет Тонони.

Результаты исследования опубликованы в научном издании Science.

Добавим, что ранее исследователи из этой же команда поведали, почему роботы никогда не будут испытывать чувства. Кроме того, выяснилось, что участки мозга постоянно засыпают и просыпаются в течение дня без нашего ведома. И, кстати, положение во время сна влияет на процесс очищения мозга от токсинов.