Тренировки

Сон — это цена, которую мозг платит за обучение

Зачем животным от плодовых мушек человеку нужно спать? В конце концов, сон отключает их от окружающей среды, подвергает их опасности и мешает им в течение большей части дня искать еду или компаньонов.

Два исследователя сна из Школы медицины и общественного здравоохранения Университета Висконсина говорят, что их гипотеза о синаптическом гомеостазе сна или «Застенчивость» ставит под сомнение теорию, что сон укрепляет мозговые связи.

Гипотеза SHY, имеющая многолетний опыт исследований на людях и животных, говорит, что сон важен, потому что он уменьшает связи между клетками мозга для экономии энергии, предотвращения клеточного стресса и поддержания способности нейронов реагировать селективные критерии для стимулов.

«Сон — это цена, которую мозг должен заплатить за обучение и память» , — говорит доктор Джулио Тонони из Центра сна и знаний UW. «Во время бодрствования исследование усиливает синаптические связи во всех частях мозга, увеличивая потребность в энергии и насыщая мозг новой информацией. Сон позволяет мозгу перезагружаться , помогая интегрировать недавно усвоенный материал в консолидированные воспоминания, чтобы мозг мог начать снова на следующий день.

Тонони и ее соавтор доктор Кьяра Сирелли, оба профессора психиатрии, объясняют свою гипотезу в статье в сегодняшней газете Neuron. Его лабораторные исследования сна и сознания у животных варьируются от плодовых мушек до людей; SHY учитывает данные молекулярных, электрофизиологических и поведенческих исследований, а также компьютерного моделирования. Термин «синаптический гомеостаз» относится к способности мозга уравновешивать силу связей внутри своих нейронов.

Почему мозг должен перезагружаться? Предположим, кто-то использовал часы бодрствования, изучая новый навык, такой как езда на велосипеде. Схемы, участвующие в обучении, будут сильно укреплены, но на следующий день мозг должен будет обратить внимание на изучение новой задачи. Таким образом, эти «схемы езды на велосипеде» должны быть сокращены, чтобы они не мешали изучению нового дня.

«Сон помогает мозгу снова нормализовать синаптическую резистентность, основываясь на полной выборке его общих знаний об окружающей среде, — говорит Тонони, — вместо того, чтобы подвергаться влиянию определенных факторов в определенный день».

Кроме того, причина, по которой мы также не забываем, как ездить на велосипеде после ночного сна, заключается в том, что количество активных цепей уменьшается меньше, чем тех, которые не были активно вовлечены в исследование. Конечно, есть свидетельства того, что сон улучшает важные характеристики памяти , включая приобретение, консолидацию, извлечение основной идеи, интеграцию и «интеллектуальную забывчивость» , который позволяет мозгу избавиться от неизбежного накопления мелких деталей.

Однако распространено мнение, что сон помогает памяти укрепить нервные системы во время обучения в период бодрствования. Но Тонони и Сирелли считают, что консолидация и интеграция памяти, а также восстановление способности к обучению проистекают из способности сна снижать синаптическую мощность и улучшать отношения сигнал / шум.

Хотя в статье приводятся проверяемые доказательства гипотезы SHY, в ней также отмечается, что ряд вопросов остается открытым. Один из вопросов заключается в том, может ли мозг достичь синаптического гомеостаза во время бодрствования, если только несколько цепей заняты, а остальные отключены, чтобы перезагрузить себя.

Другие области для будущих исследований включают специфическую для сна функцию REM (когда вы склонны мечтать больше всего) и, возможно, решающую роль сна во время развития, интенсивного учебного времени и масштабного ремоделирования мозга.

Вам также может понравиться...