Ученые давно знают, что сон необходим для здоровья, но точные способы, которыми мозг контролирует сон, до сих пор остаются загадкой. Когда человек не высыпается, организм пытается наверстать упущенное, заставляя спать дольше и глубже в следующий раз, когда случится отдых. Это часть естественного баланса организма, называемого гомеостазом, который помогает поддерживать необходимое количество сна. Научная работа представлена в зарубежном журнале Science.
Источник изображения: pixabay.com
Исследователи из Университета Цукубы изучали этот вопрос, сосредоточившись на связях между клетками мозга, известных как синапсы. Эти связи играют ключевую роль в том, как клетки мозга общаются и функционируют. Ученые создали новый инструмент под названием SYNCit-K, который может повысить прочность этих связей. Они также разработали математическую модель под названием EIN (возбуждающе-ингибиторная нейронная сеть), которая помогает предсказать, как изменения в синаптической силе могут повлиять на активность мозга и сон.
В своем исследовании ученые использовали SYNCit-K на фронтальной коре мышей — части мозга, отвечающей за принятие решений и решение проблем. Они обнаружили, что усиление синаптических связей в этой области фактически вызывало сон у мышей. И наоборот, когда они блокировали это усиление, мыши не входили в глубокий сон так легко. Интересно, что после того, как мыши поспали, укрепленные связи вернулись к нормальному уровню, что подтверждает идею о том, что сон помогает восстановить связи в мозге.
Эти результаты показывают, что сила синаптических связей в мозге тесно связана с тем, как человек спит. Лучше понимая эту связь, ученые надеются разработать новые методы лечения, которые могли бы помочь людям, страдающим от проблем со сном. Исследование также открывает новые возможности для изучения того, как работает мозг и как регулируется сон на более глубоком, вычислительном уровне.