Сон уменьшает синапсы мозга, чтобы освободить место для новых знаний

Сон уменьшает синапсы мозга, чтобы освободить место для новых знаний

Человек проводит во сне треть жизни.  А некоторые и того больше. Сон – величайшее благо. Он освежает и восстанавливает силы, недаром говорится, что «утро вечера мудренее».  Существует много теорий, почему люди спят.  Согласно одной из самых современных гипотез, сон необходим, чтобы избавиться от информационного мусора, накопленного за день.

Когда мы узнаем и запоминаем новую информацию, в головном мозге формируются новые связи между нейронами. Один нейрон может создать примерно 10000 связей, называемых синапсами. Благодаря им сигналы передаются между нервными клетками. Нейронные сети фактически и есть человеческая память. Все, что человек запоминает, хранится в синаптических сетях.

Появление теории синаптического гомеостаза

За время бодрствования человеческий мозг получает, обрабатывает и запоминает гигантское количество информации. Большая часть этих сведений случайные, не имеют ценности и никогда не будут востребованы из глубин памяти. Однако они занимают место в нейронных сетях, примерно так же, как данные в памяти компьютера.

Лишние файлы из ПК удаляет пользователь, а из головного мозга – сон.

Впервые эту догадку озвучили в 2003 году в университете Висконсина. Биологи  Сирелли и Тонони экспериментальным путем подтвердили, что во время сна нейроны головного мозга уменьшают количество своих синапсов.

Ученые стимулировали рост количества синапсов у белых мышей и крыс при помощи химических препаратов. Во время сна количество межнейронных связей у подопытных животных сокращалось во всех отделах мозга. Клетки мозга самостоятельно отключали некоторые синапсы. Это подтверждалось снижением электромагнитной активности мозга во время фазы глубокого сна.

На основании экспериментов была сформулирована гипотеза синаптического гомеостаза.  Согласно этой гипотезе, сон – функция мозга, регулирующая и поддерживающая на постоянном уровне количество синапсов, а следовательно, и объем информации, хранимой в памяти.

Косвенно эту версию подтверждают множество медицинских фактов.  В научной литературе описаны феномены, когда люди, утратившие способность спать в результате несчастного случая (например, удара молнии) становились полиглотами или демонстрировали энциклопедическую образованность, несвойственную им ранее.

Подтверждение теории синаптического гомеостаза

Выводы Сирелли и Тонони подтверждают интереснейшие исследования Луизы де Виво и Грэма Дайринга.

Де Виво удалось получить сверхчеткие трехмерные изображения 7000 синапсов мозга мышей.  Их сравнение показало, что площадь синаптических соединений бодрствующих особей на 18 процентов больше, чем спящих. Уменьшение синапсов по большей части наблюдалось в отделах мозга, ответственных за обучение.

Научная группа Дайринга  обнаружила, что синапсы отключаются при помощи белка Homer1A. Этот белок синтезируется нейронами, и служит для обрезания синаптических пучков.

Ученые вводили мышам блокатор Homer1A. В результате, мыши сохранили воспоминания о предыдущих событиях, хотя и нечеткие.

Это наглядно показали эксперименты с двумя группами животных. Часть клетки с мышами находилась под напряжением. Перемещаясь по ней, животные получали удар током. Затем первой группе ввели вещество, отменяющее синтез белка Homer1A. Обе группы мышей после сна помнили, что попадая в определенную часть клетки, они чувствуют боль, и сидели, не двигаясь. После того, как их поместили в новую клетку, химически «чистая» группа принялась обследовать новое место, тогда как особи, у которых синтез особого белка был отключен, продолжали демонстрировать испуг, и не замечали, что их местонахождение изменилось. Они помнили об электрических разрядах, но не помнили, как выглядела клетка, в которой их получили. Количество синапсов, а значит и количество данных, у них было больше, из-за этого мозг не смог их правильно обработать и использовать.

Уменьшение количества синапсов во время сна помогает сохранить только важные воспоминания, стимулирует познавательную функцию мозга, улучшает память и избавляет мозг от случайных сведений.

Категория: 
Теги: 
Орфографическая ошибка в тексте:
Чтобы сообщить об ошибке, нажмите кнопку "Отправить сообщение об ошибке". Также вы можете добавить свой комментарий.