Nature: в первой половине ночного сна мозг сбрасывает нейронные связи

Британские ученые из Университетского колледжа Лондона обнаружили механизм "перезагрузки" мозга во время сна. Исследование опубликовано в научном журнале Nature.

Точная функция сна долгое время озадачивала специалистов. Хотя известно, что сон критически важен для когнитивных функций, его действие на уровне нейронов оставалось неясным.

Одной из преобладающих теорий оставалась гипотеза синаптического гомеостаза, согласно которой сон помогает сбалансировать активность синапсов — связей между нейронами, действующих в часы бодрствования. Без балансировки наш мозг не смог бы образовывать новые связи, которые необходимы для обучения.

Чтобы проверить эту идею, исследователи использовали генетически модифицированных рыбок данио с генетически модифицированным мозгом. Они наблюдали за животными в течение нескольких циклов сна и бодрствования, отслеживая синаптические изменения.

Эксперимент показал, что во время бодрствования клетки мозга приобретают больше связей, которые затем сбрасываются во время сна. Сокращение было более выраженным в первую половину ночи.

Когда рыб лишали сна, их синаптические связи продолжали расти, пока им наконец не давали отдохнуть, после чего "перезагрузка" повторялась.

Ученые также обнаружили вариабельность синаптических изменений среди разных типов нейронов. Некоторые нейроны демонстрировали постоянную закономерность увеличения количества синапсов в течение дня и потери ночью, в то время как другие показывали противоположную картину.

Эта изменчивость предполагает, что разные типы нейронов могут иметь разные роли или регуляторные механизмы во время сна.