Sciencedaily (3
квітня 2009) - У журналі
Nature опублікована нова теорія про вигоди сну для мозку яка
підтверджується дослідами
на плодових мушках. Дослідники у Вашингтонській Університетській Школі
Медицини в Луіотрималисвідчення,
що сон, як заступник довгострокової пам'яті, також допомагає очистити
мозок для нових знань.
Важливе запитання:
Скількисинапсів, або з'єднань,
де нервові клітини
спілкуються один з одною, змінюються сном? Невропатологи думають,
що створення новихсинапсів - один із
ключових спосіб, яким мозок кодує спогади й
знання, але це не може продовжитися безустанній час і може бути тому приходить
сон.
"Є безліч
причин, чому мозок не може безперечно
додати синапси,
включаючи кінцеві просторові обмеження черепа,"говорить
старший автор Піл Шоу, доктор філософії, доцент нейробіології
у Вашингтонській Університетській Школі Медицини в Луі. "Ми могли відстежити
створення новихсинапсів у плодових мушках
протягом вивчення подій, і показали, що сон зменшує
їх число."
Вчені всеж таки не знають, як синапси складені. Згідно з
теорією, тільки менш
важливі зв'язки урізаються, у той час як зв'язки,
що кодують важливі спогади підтримуються.
Багато аспектів сну
мухи подібні людського сну; наприклад, мухи й люди, позбавлені сну
одного разу будуть пробувати
заповнити втрату, спатибільше часу
наступного дня . Оскільки людський мозок набагато складніший,
Шоу використовує
мух як моделі для того, щоб відповісти на запитання про сон і пам'ять людини.
Сон
- визнаний заступник навчання, але три роки тому Шоу
перевертав ту асоціацію й показав що вивчаючи збільшення потреби у сні у плодової мушки. У звітіопублікованому
Nature за 2006 рік, він і його колеги знайшли, що два окремі
сценарії, кожний з
яких давав мозку
плодової мушки розминку, збільшили потребу в сні.
Перший
сценарій був натхненний людським дослідженням, що зв'язують складне
навколишнє середовище з поліпшеною
пам'яттю й іншими функціями мозку. Учені знайшли, що мухи що спали на 2-3 години довше, розвили
соціальне середовище
краще,чим мухи в ізоляції.
Дослідники також дали
чоловічим плодовим мушкам їх перше випробування з жіночими плодовими мушками, але жінки або вже з'єднувалися або
були фактично чоловічими мухами, зміненими, щоб випустити жіночі феромони. Будь-яка муха
відмовляла спробам іспитової
мухи зчепитися. Іспитові
мухи були тоді збережені в ізоляції протягом двох днів і виставлені
сприйнятливим жіночим мухам. Іспитові
мухи, які пам'ятали їхні попередні відмови, не пробували
зчепитися знову; вони також спали більше. Дослідники уклали, що ці мухи
закодували спогади про їхній попередній досвід, більш
безпосередньо доводячи зв'язок між сном і новими спогадами.
Учені
повторили ці тести в новімдослідженні,
але цього разу вони використовували
мух, генетично змінених,
щоб дозволити відстежити розвиток новихсинапсів, з'єднання,
у яких спілкуються мозкові гнізда.
"Найбільший здивувало те, що з 200 000 гнізд
мозку мухи, тільки 16 були потрібні для формування нових спогадів," говорить
перший автор ДжеффріДонлеа,
аспірант. "Ці шістнадцятьох
- бічні черевні нейрони, які є
частиною циркадної схеми, які дозволяють мозку мухи
виконувати певнідії
в різні години дня."
Коли
мухи спали, число новихсинапсів, сформованих
протягом соціального збагачення поменшалося.
Коли дослідники позбавляли їх сну, зниження не відбувалося.
Покритаміхурами
плодова мушка, еквівалентна людському гену, відомому
як фактор
відповіді сироватки (SRF). Учені попередньо зв'язали SRF із пластичністю
- строком
зміни мозку, яка включає й вивчення,і пам'ять і загальнуздатність
мозку у зворотномузв'язку,
щоб пристосуватися до зміни умов.
Нове дослідження показує, що
SRF міг запропонувати важливуперевагу
для вчених, що сподіваються вивчити пластичність: на відміну від інших
генів, пов'язаних із пластичністю, це також не пов'язане з виживанням клітин.
Шоу
планує подальші дослідження зв'язків між пам'яттю й сном, включаючи питання
того, як збільшені синапсивикликаютьпотребу в сні.
