Die meisten Leute kennen ihn aus Erfahrung: Nachdem so viele sich Stunden des Seins wach, Ihr Gehirn nicht imstande fühlt, mehr aufzusaugen - und einige Stunden des Schlafes erneuern es.
Jetzt neue Forschung von der Universität der Wisconsin-medizinischer Fakultät und des öffentlichen Gesundheitswesens erklärt dieses Phänomen und stützt die Idee, die Spiele eine kritische Rolle in der Fähigkeit des Gehirns, in Erwiderung auf seine Umwelt zu ändern schlafen. Diese Fähigkeit, genannt Plastizität, ist am Herzen des Lernens.
Berichtend im 20. Januar 2008, zeigte on-line-Version von Natur-Neurologie, die UW-Madison Wissenschaftler durch einige Masse, dass Synapsen - die Nervenzellenanschlüsse zentral zur Gehirnplastizität - sehr stark waren, als Nagetiere wach und schwach gewesen waren, als sie geschlafen hatten.
Die neuen Entdeckungen verstärken die hoch-debattierte Hypothese der UW-Madison Forscher über die Rolle des Schlafes. Sie glauben, dass Leute schlafen, damit ihre Synapsen für einen neuen Tag und die nächste Runde des Lernens und der synaptischen Verstärkung verkleinern und sich vorbereiten können.
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Das menschliche Gehirn verbraucht bis 80 Prozent seiner Energie auf synaptischer Tätigkeit und ständig hinzufügt und Anschlüsse in Erwiderung auf alle Arten Anregung verstärkend, erklärt Studie Autor Chiara Cirelli, außerordentlicher Professor der Psychiatrie.
Angenommen, jede der Millionen der Neuronen im menschlichen Gehirn Tausenden Synapsen enthält, ist dieser Energieaufwand „sehr groß und kann nicht gestützt werden.“
„Wir benötigen einen indirekten Zeitraum, wenn wir nicht der Umwelt ausgesetzt werden, um Synapsen herunterzunehmen,“ sagen Cirelli. „Wir glauben, das ist, warum Menschen und alle lebenden Organismen schlafen. Ohne Schlaf erreicht das Gehirn einen Sättigungspunkt, der seinen Energieetat, seinen Speicher der Versorgungsmaterialien und seine Fähigkeit besteuert, weiter zu erlernen.“
Um die Theorie zu prüfen, leiteten Forscher molekulare und elektrophysiologische Studien in den Ratten um synaptische Ermöglichung auszuwerten oder Verstärkung und Tiefstand oder schwächen, folgendes Schlafen und Aufwecken von Zeiten. In einem Satz Experimenten, betrachteten sie Gehirnscheiben, um die Zahl spezifischen Empfängern zu messen oder verbindliche Aufstellungsorte, die sich auf Synapsen bewogen hatten.
„Neue Forschung hat gezeigt, dass, während synaptische Tätigkeit sich erhöht, mehr dieser glutamatergic Empfänger die Synapse kommen und sie grösser und stärker bilden,“ erklärt Cirelli.
Die Wisconsin-Gruppe war überrascht, zu finden, dass Ratten ein fast 50 Prozent Empfängerzunahme nach einem Zeitraum von Wakefulness verglichen mit Ratten hatten, die geschlafen hatten.
Sofort überprüfte molekulares Experiment, die Wissenschaftler, wieviele der Empfänger Phosphorylierung durchmachten, eine andere Anzeige der synaptischen Ermöglichung. Sie fanden, dass Phosphorylierungniveaus während des Aufweckens als schlafend viel höher waren. Die Resultate waren die selben, als sie andere Enzyme maßen, die während der synaptischen Ermöglichung gewöhnlich aktiv sind.
Um ihren Fall zu verstärken, führten Cirelli und Kollegen auch Studien in den Phasenratten durch um die elektrischen Signale auszuwerten, die synaptische Änderungen zu den verschiedenen Zeiten reflektieren. Dieses beteiligte, eine Seite Gehirn jeder Ratte mit einem folgenden Aufwecken der Elektrode und dem Schlafen und dann messen anregend „, erwähnte Antwort,“, die einem EEG ähnlich ist, auf einer anderen Seite.
Die Studien zeigten wieder, dass, für die gleichen Niveaus der Anregung, Antworten stärker nach einer langen Zeitspanne des Aufweckens und nach Schlaf schwächer waren und vorschlugen, dass Synapsen stärker gewachsen sein müssen.
„Zusammen genommen, sagt diese molekularen und elektrophysiologischen Masse, die freundlich mit der Idee gepasst werden, dass unsere Gehirnstromkreise während des Wakefulness nach und nach stärker erhalten und dass Schlaf hilft, sie zu einer stützbaren Grundlinie nachzueichen,“ Cirelli.
Die Theorie haben sie und Mitarbeiter Dr. Giulio Tononi, Professor der Psychiatrie, sich entwickelt, benannt die synaptische Homeostasishypothese, Durchläufe gegen das Korn von, was viele Wissenschaftler z.Z. denken an, wie Schlaf das Lernen beeinflußt. Der populärste Begriff derzeit, sagt Cirelli, ist der während der Schlafsynapsen sind hart bei der Arbeit, welche die Informationen nochmals spielt, die während der vorhergehenden Aufweckenstunden erworben werden und vereinigt diese Informationen, indem er sogar stärker wird.
„Das unterschiedlich ist zu, was wir denken,“ sagt sie. „Wir glauben, dass das Lernen auftritt, nur wenn wir wach sind, und Hauptfunktion des Schlafes ist, unsere Gehirne zu halten und alle seine Synapsen lehnen sich und leistungsfähig.“
Quelle: Dian Land
Universität von Wisconsin-Madison |
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