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摘要:十亿张照片|Shutterstock)啊,睡觉,也许…这是一项新研究的结论,该研究检测了睡眠期间大脑的细微变化。研究人员发现睡眠提供了一个时间,大脑的突触——神经元之间的连接——收缩了近20%。
啊,睡觉,也许…收缩你的神经连接?这是一项新研究的结论,该研究检测了睡眠期间大脑的细微变化。
研究人员发现睡眠提供了一个时间,大脑的突触——神经元之间的连接——收缩了近20%。在这段时间里,突触休息并为第二天做准备,当它们在接受新的输入——也就是学习新事物——的同时变得更强,研究人员说,
如果没有这种被称为“突触内稳态”的复位,突触可能会超载并烧坏,科学家们说,就像一个插了太多电器的电源插座,
“睡眠是让突触重新正常化发生的最佳时机……因为当我们清醒的时候,我们是此时此地的‘奴隶’,总是接受一些 ... ,学习一些东西,研究合著者、威斯康星大学麦迪逊睡眠与意识中心的希拉·西雷利博士说。“在睡眠中,我们对外部世界的关注要少得多……大脑可以取样(或评估)我们所有的突触,并以一种聪明的方式将它们重新规范化,”Cirelli告诉Live Science,
Cirelli和她的同事Giulio Tononi博士,同样来自威斯康星大学麦迪逊分校的科学家,在2003年提出了这种突触内稳态假说。
现在,Cirelli和Tononi在观察了老鼠睡觉时突触的收缩后,有了直接的视觉证据,这是一项历时四年的复杂实验。研究人员今天(2月2日)在《科学》杂志上描述了他们的发现。
睡眠是人们为大脑不断学习新事物而付出的代价,研究人员说,
是英国牛津大学睡眠与昼夜节律神经科学研究所的主管拉塞尔·福斯特,福斯特说,研究结果支持睡眠对于巩固记忆和学习是必要的这一观点。几千年来,人类一直在探索睡眠的本质和目的。亚里士多德认为睡眠是恢复性的,是一个替换或重建白天身体燃烧的所有东西的时间。现代科学支持这一观点,研究人员发现了一组与恢复和代谢途径相关的基因,这些基因只在睡眠时启动。
Cirelli和Tononi关注的是睡眠对大脑的影响。在2003年发表的一篇论文中,他们假设了睡眠在突触生长中的作用,突触是在神经元之间传递信息的途径。当大脑吸收新的经验时,突触在白天不断加强或扩大,以适应交通流量。但这种强化不能无限期地持续下去,否则突触会变得饱和——想想“信息过载”,
,研究人员在他们早期的论文中建议,突触在睡眠中会被修剪回来。这种修剪并不一定会导致身体需要睡眠;相反,身体正在利用个体睡眠时大脑流量减少的优势。为了找到证据,研究人员使用了一种新的电子显微镜,可以在纳米水平上分辨出老鼠大脑中这些微观突触收缩和随后扩张的微小变化。他们发现,几个小时的睡眠使突触的大小平均减少了18%。
Cirelli说,一个有趣的发现是,这种修剪发生在大约80%的突触中,但最大的突触却没有发生。研究人员推测,这些较大的突触可能与最稳定、最重要的记忆有关,大脑不想失去这些联系。然而,大脑决定突触的方式与剪枝的联系是另一个有待探索的谜团,Cirelli说,
“在晚上剪枝是至关重要的,这样白天由临时突触编码的大量信息就不会压倒大脑,”Foster说修剪可以确保只保留最重要的信息。
福斯特说,他可以设想基于Cirelli Tononi工作的后续实验,该实验将使用老鼠模型来探索昼夜节律(身体的“内部时钟”)、睡眠、突触修剪和精神障碍之间的联系。福斯特说,这些疾病的一些主要特征似乎是神经回路中断、睡眠中断、认知和记忆受损,他也是即将出版的《昼夜节律:非常简短的介绍》(牛津大学出版社,
福斯特补充道,重设突触可能是睡眠的一个核心特征,特别是对人类而言,与其他动物相比,人类具有更高的认知能力。然而,修剪可能只是睡眠阶段发生的许多基本功能之一,在睡眠阶段,身体利用身体的不活动来执行一系列基本的家务活动,他说,
所以亚里士多德不算太远。
是关于生命科学的原始文章。
跟随Christopher Wanjek@Wanjek,以幽默的方式发布健康和科学的每日推文。Wanjek是《工作中的食物》和《坏药》的作者。他的专栏《坏药》定期出现在《生命科学》上
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