Το πρώτο μισό του ύπνου είναι απαραίτητο για την επαναφορά του εγκεφάλου

περίληψη: Κατά το πρώτο μισό του ύπνου, ο εγκέφαλος αποδυναμώνει τις συναπτικές συνδέσεις που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης, υποστηρίζοντας την υπόθεση της συναπτικής ομοιόστασης για τον ύπνο. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι ο ύπνος λειτουργεί ως μια κρίσιμη διαδικασία επαναφοράς που προετοιμάζει τον εγκέφαλο για νέα μάθηση μειώνοντας τη συναπτική δύναμη.

Οι ερευνητές σημειώνουν ότι η συναπτική δυσλειτουργία εμφανίζεται ως επί το πλείστον στο πρώτο μισό της νύχτας, κάτι που συνάδει με την αιχμή της δραστηριότητας αργών κυμάτων, ενώ η λειτουργία του δεύτερου μισού παραμένει λιγότερο κατανοητή. Αυτή η εικόνα του ρόλου του ύπνου στη συναπτική διαμόρφωση θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην κατανόηση του ανθρώπινου ύπνου και των βασικών λειτουργιών του στην υγεία του εγκεφάλου.

Βασικά στοιχεία:

1. Συναπτική δυσλειτουργία κατά τον ύπνο: Η μελέτη δείχνει ότι ο εγκέφαλος μειώνει τις συναπτικές συνδέσεις κυρίως κατά το πρώτο μισό του ύπνου, προτείνοντας έναν μηχανισμό επαναφοράς που προετοιμάζεται για νέα μάθηση την επόμενη μέρα.
2. Ο ρόλος της πίεσης ύπνου: Η έκταση της συναπτικής ευπάθειας εξαρτάται από τη συσσωρευμένη πίεση ύπνου. Η υψηλότερη πίεση ύπνου οδηγεί σε πιο σημαντική συναπτική πτώση.
3. Επιπτώσεις του μεσημεριανού ύπνου: Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι οι σύντομοι μεσημεριανοί ύπνοι κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν η πίεση ύπνου είναι χαμηλότερη, μπορεί να μην παρέχουν τα ίδια οφέλη που βλάπτουν τις συνάψεις με τον νυχτερινό ύπνο.

πηγή: UCL

Κατά τη διάρκεια του ύπνου, ο εγκέφαλος αποδυναμώνει τις νέες συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων που σχηματίστηκαν όταν ήταν ξύπνιοι – αλλά μόνο κατά το πρώτο μισό του ύπνου, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που διεξήχθη από επιστήμονες του UCLA σε ψάρια.

Οι ερευνητές λένε ότι τα ευρήματά τους, τα οποία δημοσιεύτηκαν στο φύσηπαρέχει μια εικόνα του ρόλου του ύπνου, αλλά εξακολουθεί να αφήνει ανοιχτό το ερώτημα ποια λειτουργία εκτελεί το δεύτερο μισό του νυχτερινού ύπνου.

Οι ερευνητές λένε ότι η μελέτη υποστηρίζει την υπόθεση της συναπτικής ομοιόστασης, μια σημαντική θεωρία σχετικά με τον σκοπό του ύπνου που υποδηλώνει ότι ο ύπνος λειτουργεί ως επαναφορά για τον εγκέφαλο.

Ο επικεφαλής συγγραφέας καθηγητής Jason Rehill (UCL Cell & Developmental Biology) είπε: «Όταν είμαστε ξύπνιοι, οι συνδέσεις μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων γίνονται ισχυρότερες και πιο περίπλοκες. Εάν αυτή η δραστηριότητα συνεχιστεί αμείωτη, θα είναι πολύ μη βιώσιμη. Η ύπαρξη πάρα πολλών ενεργών συνδέσεων μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων μπορεί να αποτρέψει τη δημιουργία νέων συνδέσεων την επόμενη μέρα.

«Αν και η λειτουργία του ύπνου παραμένει μυστηριώδης, μπορεί να χρησιμεύσει ως μια περίοδος «εκτός σύνδεσης» κατά την οποία αυτές οι συνδέσεις σε όλο τον εγκέφαλο μπορούν να αποδυναμωθούν, προετοιμάζοντάς μας να μάθουμε νέα πράγματα την επόμενη μέρα».

Σε αυτή τη μελέτη, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν οπτικά διαφανές ζέβρα, με γονίδια που επιτρέπουν στις συνάψεις (τις δομές που επικοινωνούν μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων) να απεικονίζονται εύκολα. Η ερευνητική ομάδα παρακολούθησε τα ψάρια για αρκετούς κύκλους ύπνου και εγρήγορσης.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα εγκεφαλικά κύτταρα αποκτούν περισσότερες συνδέσεις κατά τις ώρες της εγρήγορσης και μετά τις χάνουν κατά τη διάρκεια του ύπνου.

Διαπίστωσαν ότι αυτό εξαρτιόταν από το πόση πίεση ύπνου (ανάγκη για ύπνο) είχε δημιουργήσει το ζώο πριν αφεθεί να ξεκουραστεί. Εάν οι επιστήμονες στερούσαν τον ύπνο του ψαριού για μερικές ακόμη ώρες, οι συνδέσεις συνέχιζαν να αυξάνονται μέχρι το ζώο να μπορέσει να κοιμηθεί.

Ο καθηγητής Rehill πρόσθεσε: «Αν τα μοτίβα που παρατηρήσαμε ισχύουν στους ανθρώπους, τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η συναπτική αναδιαμόρφωση μπορεί να είναι λιγότερο αποτελεσματική κατά τη διάρκεια του μεσημεριανού ύπνου, όταν η πίεση ύπνου είναι ακόμα χαμηλή, παρά τη νύχτα, όταν πραγματικά χρειάζεται να κοιμηθούμε». “. ύπνος.”

Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η αναδιάταξη των συνδέσεων μεταξύ των νευρώνων συνέβη κυρίως στο πρώτο μισό του νυχτερινού ύπνου του ζώου. Αυτό αντανακλά ένα μοτίβο δραστηριότητας αργών κυμάτων, που είναι μέρος του κύκλου ύπνου και είναι ισχυρότερο στην αρχή της νύχτας.

«Τα ευρήματά μας προσθέτουν βάρος στη θεωρία ότι ο ύπνος αποδυναμώνει τις συνδέσεις εντός του εγκεφάλου, προετοιμάζοντας για περαιτέρω μάθηση και νέες συνδέσεις την επόμενη μέρα», δήλωσε η πρώτη συγγραφέας Δρ Anya Supermbol (Cell and Developmental Biology and UCLA Ear Institute). Αλλά η μελέτη μας δεν μας λέει τίποτα για το τι συμβαίνει στο δεύτερο μισό της νύχτας.

«Υπάρχουν άλλες θεωρίες ότι ο ύπνος είναι μια στιγμή για την απομάκρυνση των αποβλήτων στον εγκέφαλο ή την αποκατάσταση των κατεστραμμένων κυττάρων – και ίσως άλλες λειτουργίες ξεκινούν στο δεύτερο μισό της νύχτας».

Σχετικά με την έρευνα ύπνου και τα νέα της νευροεπιστήμης

συγγραφέας: Κρις Λιν
πηγή: UCL
επικοινωνία: Κρις Λιν – Τσάμπιονς Λιγκ
εικόνα: Η εικόνα πιστώθηκε στο Neuroscience News

Αρχική αναζήτηση: Ανοιχτή πρόσβαση.
“Η πίεση ύπνου ρυθμίζει τον αριθμό των μεμονωμένων συνάψεων στο zebrafish«Γράφτηκε από τον Jason Rehill et al. φύση

μια περίληψη

Η πίεση ύπνου ρυθμίζει τον αριθμό των μεμονωμένων συνάψεων στο zebrafish

Ο ύπνος είναι μια σχεδόν καθολική συμπεριφορά με ασαφείς λειτουργίες. Η υπόθεση της συναπτικής ομοιόστασης προτείνει ότι ο ύπνος είναι απαραίτητος για την ομαλοποίηση των αυξήσεων στον αριθμό και τη δύναμη των συνάψεων που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της εγρήγορσης.

Μερικές μελέτες που εξετάζουν μεγάλους πληθυσμούς νευρώνων ή μικρές κηλίδες δενδριτών έχουν βρει στοιχεία που συνάδουν με την υπόθεση της συναπτικής ομοιόστασης, αλλά είναι ασαφές εάν ο ύπνος δρα απλώς ως επιτρεπτική κατάσταση ή προάγει ενεργά τη συναπτική υπορρύθμιση σε κλίμακα ολόκληρων νευρώνων.

Εδώ, με την επανειλημμένη απεικόνιση όλων των διεγερτικών συνάψεων σε μεμονωμένους νευρώνες σε καταστάσεις ύπνου και εγρήγορσης ψαριών ζέβρας, δείχνουμε ότι οι συνάψεις αποκτώνται κατά τη διάρκεια περιόδων εγρήγορσης (είτε αυθόρμητες είτε αναγκασμένες) και χάνονται κατά τη διάρκεια του ύπνου με τρόπο που εξαρτάται από τον νευρωνικό υποτύπο.

Ωστόσο, η συναπτική απώλεια είναι μεγαλύτερη κατά τη διάρκεια του ύπνου που σχετίζεται με υψηλή πίεση ύπνου μετά από παρατεταμένη αφύπνιση και είναι μικρότερη στο δεύτερο μισό μιας αδιάκοπης νύχτας.

Αντίθετα, ο φαρμακολογικά επαγόμενος ύπνος κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής πίεσης ύπνου είναι ανεπαρκής για να προκαλέσει απώλεια συνάψεων, εκτός εάν τα επίπεδα αδενοσίνης αυξηθούν ενώ ο νοραδρενεργικός τόνος αναστέλλεται.

Συμπεραίνουμε ότι η εξαρτώμενη από τον ύπνο συναπτική απώλεια ρυθμίζεται από το στρες ύπνου σε επίπεδο ενός νευρώνα και ότι δεν είναι όλες οι περίοδοι ύπνου εξίσου ικανές για συναπτική ομοιόσταση.