Zaskakujące odkrycie dotyczące snu sugeruje, że w mózgu brakuje nam krótkich drzemek: ScienceAlert

Sen pojawia się w mózgu jako: Powolne fale rosną Przelatywał nad powierzchnią z szybkością około jednej na dziesiątą sekundy – a przynajmniej tak nam się wydawało.

Nowe badanie na myszach sugeruje, że istnieją wzorce aktywności mózgu związane ze snem, które przeoczyliśmy – które odzwierciedlają stan poszczególnych komórek mózgowych, a nie zbiorową aktywność milionów lub miliardów neuronów.

Co więcej, mierząc te bardzo lokalne, submilimetrowe sygnały mózgowe za pomocą jednoprzewodowych elektrod, naukowcy odkryli, że części mózgu ssaków mogą zasypiać na krótkie okresy czasu, podczas gdy inne obszary pozostają w pełni przytomne.

„Dla nas, naukowców, było zaskakujące odkrycie, że różne części naszego mózgu faktycznie biorą krótkie drzemki, podczas gdy reszta mózgu nie śpi”. On mówi David Hausler, bioinformatyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz i główny autor badania, powiedział:

Od mniej więcej stulecia wzorce aktywności elektrycznej w mózgu wykorzystuje się do ilościowego określenia różnicy między snem a czuwaniem. Te fale mózgowe są często wykrywane za pomocą… Elektroencefalogram (EEG) za pomocą elektrod umieszczonych na skórze głowy.

Jednak Hausler i jego zespół zastanawiali się, w jaki sposób mierzymy sen i odróżniamy go od stanu czuwania — kiedy wyraźnie widać, że mózgi zwierząt, które nie śpią podczas snu, pokrywają się, jest to umiejętność znana jako Jednopółkulowy sen wolnofalowy.

W latach sześćdziesiątych badacze najpierw podejrzewali, a potem odkryli, jak to możliwe Delfiny i inne walenie Mogą odpocząć połowie mózgu, pozostając aktywnymi, czasami mając jedno oko otwarte, aby wypatrywać drapieżników i utrzymywać kontakt z innymi członkami swojej grupy.

Foki i ptaki również wykazują odmiany tego odpoczynku, wahające się między snem a czuwaniem – inteligentny kompromis między snem a przetrwaniem.

Ludzie mogą również chwilowo wykazywać asymetryczne wzorce snu, które przypominają te obserwowane u zwierząt, ale nie są z nimi identyczne.

W 2016 roku naukowcy z Brown University w USA odkryli, że podczas pierwszej nocy, kiedy ludzie śpią w nieznanym miejscu, aktywna jest lewa półkula mózgu. Bardziej czujny na odbiegające od normy dźwięki Od prawej. Kiedy już przyzwyczaimy się do środowiska snu, różnica ta znika.

„Wykazano, że ludzki mózg śpi mniej dramatycznie niż sen jednopółkulowy występujący u ptaków i niektórych ssaków” – mówi neurobiolog Christoph Koch. książki W Magazyn naukowy amerykański Kiedy te wyniki zostały opublikowane.

Jeśli mózg myszy jest normą, zacieranie się stanów czuwania i snu u ludzi może być w końcu cechą neurologiczną, którą dzielimy z innymi zwierzętami.

Hausler i jego zespół przez kilka tygodni zbierali dane od dziewięciu myszy, którym wszczepiono cienkie elektrody w 10 różnych obszarach mózgu, a następnie przekazali te dane sztucznej sieci neuronowej, która nauczyła się rozróżniać stan snu i czuwania.

Nagrania pobrano ze 100 mikrometrów (jednej dziesiątej milimetra) tkanki mózgowej, a algorytm był w stanie wiarygodnie zidentyfikować cykle snu i czuwania na podstawie krótkich „skoków” aktywności komórek mózgowych trwających od 10 do 100 milisekund.

Te „lokalne” sygnały wskazują, że część mózgów zwierząt spała, podczas gdy inne obszary pozostawały aktywne i czuwane. Przypadkowo naukowcy zauważyli, że miało to miejsce w momencie, gdy mysz mogła na ułamek sekundy przestać się poruszać, jakby „straciła przytomność”.

„Byliśmy w stanie przyjrzeć się poszczególnym punktom czasowym, w których neurony się aktywowały, i było bardzo jasne, że… [the neurons] „Przechodzili do innego stanu”. To zrozumiałe Aiden Schneider, biolog obliczeniowy na Washington University w St. Louis, który współprowadził badanie z Davidem Parksem, absolwentem informatyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz, powiedział:

„W niektórych przypadkach te przebłyski mogą ograniczać się tylko do jednego obszaru mózgu i mogą być mniejsze”.

Zespół uważa, że ​​ich nowa metoda pomiaru stanów snu i czuwania może ujawnić nowe tajemnice dotyczące tego, jak śpimy, jeśli inne grupy badawcze będą w stanie zauważyć te „przeskoki”.

„Oni [the flickers] „Złam zasady, których oczekujesz na podstawie stuletniej literatury” On mówi Neurobiolog Keith Hengen z Washington University w St. Louis.

Badanie zostało opublikowane w Normalna neuronauka.