来源:期刊VIP网所属分类:英文论文及知识发布时间:2024-09-23浏览:次
最新的Nature《自然》杂志研究揭示了睡眠的另一个重要功能:帮助大脑“重置”。在我们清醒的时候,大脑要处理和协调各种信息,这就需要神经元之间形成复杂的连接以传递信息。
这些连接需要消耗大量能量,根据突触稳态假说,清醒时突触的增加不是无限的,否则既不利于学习新事物,也太消耗能量。而睡眠阶段,大脑会减少和断开一些突触,尤其是兴奋性的突触。
为了观察睡眠时的神经元活动,研究者选择了透明的斑马鱼作为模型,通过基因工程标记了它们的突触,方便观察。他们发现,在24小时的周期中,斑马鱼的突触活动会有变化,白天数量增加,夜间则减少。
我们知道,睡眠对生存至关重要,睡眠不足会影响第二天的精神状态,比如打盹、思维缓慢、反应力下降。此外,大脑对缺觉非常敏感。
其实,睡觉时大脑并没有完全休息,它还在进行一些复杂的活动,帮助大脑从白天的繁杂工作中恢复过来。比如,类淋巴系统会将干净的脑脊液冲进大脑,将白天的废物带走,减少对神经细胞的损伤。
根据对斑马鱼神经元的分析,研究发现,2型神经元的突触在白天增加,在夜间减少,4型神经元的突触也是如此。这种变化让突触达到一个稳定、平衡的状态。
研究还发现,突触平衡过程的发生取决于睡眠压力,也就是多久没睡觉。对睡眠的需求越强烈,突触清除事件就越显著。反之,如果睡眠需求不高,即使通过药物诱导睡眠,突触数量也不会减少,反而会增加。
研究者还进行了一种温和的手动睡眠剥夺实验,使斑马鱼幼体在夜间保持清醒4小时。结果发现,在睡眠剥夺后的恢复期,神经元的突触丢失率提高到每小时2.2个。
研究的通讯作者Jason Rihe教授说:“如果这种模式能在人类中得到确认,那就说明午休短暂的休息对突触平衡没有太大作用,必须在晚上睡眠需求高的时候睡一觉。”他们还发现,在斑马鱼的夜间睡眠阶段的前半段,会观察到突触清除现象,而在后半段则没有变化。
研究者认为,这种突触清除有助于第二天形成新的突触连接,为学习新事物做好准备。还有一些其他作用,比如细胞损伤修复,这可能需要在后半段睡眠中完成,更多研究需要解开这个谜团。
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文章名称: Nature确认熬夜会损伤大脑,睡眠可帮助大脑“重置”
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