РЕКЛАМА

Загрузка...

Пока мы бодрствуем, мозг спит

Недавно группа американских ученых обнаружила интересное явление — оказывается, даже у бодрствующих животных некоторые участки головного мозга могут ненадолго погружаться в сон. Скорее всего, этот сон необходим им для того, чтобы впустить внутрь кальций и запустить синтез веществ, необходимых для установления коммуникаций между клетками мозга.

О том, что во время сна некоторые участки мозга бодрствуют, известно довольно давно. Это доказывают исследования с помощью электоэнцефалографа (прибора, регистрирующего электрическую активность нашего центра высшей нервной деятельности). Однако в последнее время выяснилось, что может быть и обратный эффект. Так, во время экспериментов американских биологов выяснилось, что во время бодрствования некоторые участки мозга могут спать.

Ученые из Университета Висконсина в Мэдисоне (США), работая с крысами, при помощи различных уловок не давали грызунам спать дольше обычного. Чтобы понять, что при этом происходит с мозгом животных, на них навесили миниатюрные электроэнцефалографы, а в лобный и теменной отделы коры имплантировали массив электродов. После чего был проведен анализ электрической активности различных участков. Каково же было удивление исследователей, когда некоторые из них дали классический тета-ритм (этот вид волн иллюстрирует электрическую активность мозга во время неглубокого сна).

Интересно, что чем меньше крысе не давали спать, тем быстрее самые разные участки лобной и теменной долей коры больших полушарий начинали засыпать. При этом в норме этот "сон" был достаточно коротким — всего лишь несколько минут. Тем не менее, все это время животное вело себя так, как для него это было характерно во время бодрствования — бегало, общалось и выполняло задания экспериментаторов. Причем даже тогда, когда многие из его двигательных центров пусть не крепко, но все же спали!

Правда, было замечено, что такие "спящие наяву" крысы не очень-то хорошо решали задачки, предлагаемые им учеными. Так, заставив недоспавших крыс выполнить простое задание с вознаграждением, биологи заметили, что животные ошибаются тем чаще, чем больше нейронов "отключается". То есть, чем больше центров коры головного мозга засыпало, тем менее точными становились движения подопытного зверька и тем хуже он соображал, даже несмотря на то, что перед этим, будучи выспавшимся, он решал аналогичные задачки, что называется, на пятерку с плюсом! И как только ему опять давали отоспаться, он вновь блестяще проходил все предложенные ему тесты.

Подводя итоги эксперимента, биологи предположили, что, возможно, подобные недолгие погружения участков коры головного мозга в сон при общем бодрствовании — явление обычное и часто встречающееся среди млекопитающих. Смысл его заключается в следующем: сон отдельных групп нейронов может быть выгоден организму, поскольку пока часть клеток мозга работает, другие восстанавливают силы для того, чтобы тогда, когда в них возникнет надобность, быть полностью готовыми к работе.


Дело в том, что условия окружающей среды (да и характеристики внутренней) в норме нигде не изменяются ежеминутно, поэтому для того, чтобы быть в курсе происходящего, много бодрствующих нейронов не нужно. Вот поэтому нервные клетки и решают, каким из них следует спать, а каким караулить. Правда, до сих пор не понятно, каким образом они договариваются об этом.

Впрочем, некоторые предположения на этот счет все-таки существуют. Группа физиологов под руководством Маркоса Фрэнка из Школы медицины Университета Пенсильвании (США) два года назад, исследуя процессы, происходящие в нейронах мозга при засыпании, открыла сам молекулярный механизм данного процесса. Внимание ученых привлек один из белков-рецепторов нервных клеток с трудно произносимым названием N-метил-D-аспартат (NMDAR). Прежде про этот белок было известно лишь то, что он играет какую-то роль в установлении контактов между разными нейронами. Однако теперь его деятельность оказалась исследованной полностью.

Согласно данным экспериментов Фрэнка и его коллег, вне зависимости от того, бодрствует мозг или спит, NMDAR "настроена" так, чтобы открывать свой ионный канал (белковая структура, пропускающая в клетку или из нее ионы) при любом возбуждении нейрона. При засыпании глютамат (нейромедиатор, участвующий в регуляции сна) также связывается с этим рецептором, позволяя тем самым иону кальция проникнуть в клетку. Кальций же, без которого в нервной системе вообще мало чего происходит, включает и выключает в клетке синтез ряда ферментов, в результате чего укрепляются нейронные связи. "Мы обнаружили, что эти ферменты никогда не включаются до тех пор, пока подопытное животное не получит возможность спать", — объясняет Фрэнк открытую им закономерность.

Итак, согласно этим данным, сон необходим нейронам для того, чтобы впустить внутрь кальций и запустить синтез веществ, необходимых для установления коммуникаций между клетками мозга. Следовательно, в первую очередь будут засыпать клетки тех участков, где кальция осталось мало и создание "коммуникативных" веществ затруднено. А ведь без связи друг с другом нейроны головного мозга работать не могут, поэтому поддержание подобного способа общения — одна из важнейших задач данных клеток. И если вдруг это становится невозможным, они автоматически засыпают, чтобы за время отдыха снова наполниться кальцием.

Впрочем, некоторые животные способны "отключать" во время бодрствования не только отдельные участки коры, но даже и целые полушария. Подобное происходит у "приматов морей" — дельфинов. Было замечено, что эти морские млекопитающие отключают поочередно то правое, то левое полушарие своего переднего мозга. И в то время, как одно из них отдыхает, погрузившись в глубокий сон, второе бодрствует и следит за состоянием организма, а также за тем, что происходит вокруг него.

Этот механизм, по мнению зоологов, возник из-за того, что в океане имеется не так-то много мест, где можно полноценно выспаться (и не быть при этом съеденным). Поэтому дельфины и приспособились, что называется, спать на плаву. В морской среде, которая достаточно гомогенна и инертна (то есть значимых для организма событий там за единицу времени происходит меньше, чем на суше), подобное поведение вполне возможно. Но вот у сухопутных животных вряд ли получится без вреда для своего здоровья отключить целое полушарие — все-таки жизнь на суше более опасна и менее предсказуема…

Антон Евсеев
3
1496
14 мая 2011
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Смотрите также
Даже одна ночь без сна приводит к сбою в работе мозгаДаже одна ночь без сна приводит к сбою в работе мозга

Всего лишь одна ночь без сна может вызвать серьезные проблемы в работе мозга, при этом отключается внимание и возможность визуального восприятия.Докто...

Шоколад – настоящий допинг для мозгаШоколад – настоящий допинг для мозга

Ученые из университета Ноттингема (Великобритания) подтвердили, что шоколад способен на короткое время улучшать умственные способности.В эксперименте,...

Дневной сон стимулирует мозгДневной сон стимулирует мозг

Канадские исследователи опровергли миф о том, что дневной сон расслабляет и дает отдохнуть мозгу. Оказалось, что во время небольшого отдыха днем работ...

Выяснилось, как именно алкоголь вредит памятиВыяснилось, как именно алкоголь вредит памяти

«Алкогольная амнезия» происходит не из-за гибели нейронов, как считалось, а из-за того, что спиртное стимулирует в нервных клетках синтез стероидов, к...

Загрузка...
Комментарии

Quan
14 мая 2011 16:27
Пока мы бодрствуем, мозг спит Познавательно

лолшто?

MoDErahN
14 мая 2011 20:59
Quan, твой авик, так сказать, соответствует. Прочитать статью недосуг?

PS: Для потомков: у него там шимпанзе в куртке на аве.

Tugcrereled
16 июня 2011 06:10
Когда вы решитесь скачать бесплатно utorrent , будьте готовы к возможным
проблемам, начиная от пойманного вируса и заказнчивая
непрерывным стуком в вашу дверь от милицейского патруля, который имеет ордер, чтобы забрать
ваш компьютер и проверить его на наличие ворованных программ.
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
Понедельник, 24 Апреля
USD 1.8763
EUR 2.0122
RUB 0.0334
VipMan 24 минут назад "А оставленная в холодильнике на утро после пятницы бутылка может в субботу даже спасти жизнь!"
Золотые слова!
Icemen 31 минут назад 4799121212,
Как то так. Подробности не знаю.
Icemen 44 минут назад "Шнековый магазин" уже давно изобретён в Холивуде ,токмо он тама невидимы,но позволяет стрелять из 6-и зарядного нагана практически весь фильм,не перезаряжая онный! AntoNeo 45 минут назад на одного додика стало меньше Pipka2012 48 минут назад по Мабу : это оппозиция Romacheka 63 минут назад 24-е зачетное Romacheka 78 минут назад Я поверил
gismo_2 81 минут назад Окуеть, основная операции в криптографии - операции по модулю и БПФ, в новых процессорах это уже поддерживается на уровне инструкций, собственно их для этого и затачивают чтобы быстро считать криптографию. Таким образом можно отбирать любой девайс. Также в буках часто встречается TPM модули, это асики которые осуществляют целые криптографические алгоритмы.
Новости от партнеров