經(jīng)驗告訴我們，在清醒狀態(tài)下忙十幾個小時之后,，我們的大腦幾乎不能吸收任何東西了,；但睡了一覺之后,，我們又精神抖擻了。
睡眠對大腦應(yīng)對環(huán)境的能力非常重要,。這種被稱為可塑性的能力,，是學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵。美國威斯康辛大學(xué)醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生學(xué)院的科學(xué)家用幾種方法證實,，在小鼠清醒的時候,，神經(jīng)細(xì)胞的突觸比其在睡眠的時候強(qiáng)。相關(guān)論文發(fā)表在2008年1月20日《自然—神經(jīng)學(xué)》（Nature Neuroscience）上,。
該項新發(fā)現(xiàn)證實了他們關(guān)于睡眠作用的假說：當(dāng)人們睡眠的時候,，突觸將變小，以便為新的一天做準(zhǔn)備,，為新的一輪學(xué)習(xí)和突觸增強(qiáng)做準(zhǔn)備,。這一假說目前還有高度的爭議性。
精神病學(xué)副教授,、該項研究的作者Chiara Cirelli說，人的大腦耗費(fèi)將近80%的能量供給突觸的生理活動,。在各種刺激下,，突觸不斷增加，神經(jīng)連接不斷增強(qiáng),。大腦中數(shù)以百萬的神經(jīng)元,，每一個都包含數(shù)千個突觸，其需要消耗的能量可想而知,。Cirelli說,，這種方式消耗的能量是巨大的，是無法持久的,。這意味著我們要有一個休息期,，讓我們不必再對環(huán)境的刺激作出反應(yīng)，讓突觸的活動有機(jī)會停下來,。Cirelli認(rèn)為,，這就是為什么所有的活體都需要休息。如果缺乏睡眠,，大腦就會到達(dá)一個飽和點,，此時它消耗的能量已經(jīng)超出負(fù)荷，存儲的能量無法再供給突觸的活動,，就沒有能力進(jìn)一步學(xué)習(xí)了,。
為了驗證這個理論，研究人員對小鼠進(jìn)行了分子生物學(xué)和電生理的研究,，以確定睡眠和清醒期間,，突觸的增強(qiáng)或弱化作用,。在其中的一組實驗，他們測量小鼠大腦切片中特定受體或結(jié)合位點的數(shù)量,，而這些受體或結(jié)合位點是位于突觸上的,。
Cirelli表示，近來的研究已證實,，突觸的活性越高,，進(jìn)入突觸的谷氨酸受體越多，突觸的體積也就越大,，變得越強(qiáng),。
研究小組驚奇地發(fā)現(xiàn)，與睡眠的時候相比,，小鼠在清醒的時候受體的數(shù)量差不多增多了50%,。
在第二個分子生物學(xué)實驗，這些科學(xué)家研究了有多少受體發(fā)生了磷酸化--這也是突觸增強(qiáng)的一個指標(biāo),。他們發(fā)現(xiàn),，清醒時磷酸化的水平遠(yuǎn)高于睡眠時。測量其他突觸增強(qiáng)時活躍的酶,，結(jié)果也都一致,。
為了增加說服力，Cirelli及同事也在活的小鼠中測量了由不同時期突觸變化引起的電信號,。這個方法是在小鼠醒來或入睡后,，用電極刺激小鼠大腦的一邊，然后在另一邊測量其“誘發(fā)反應(yīng)”,。整個過程類似于作腦電圖,。
該研究再次證明，在相同的刺激下,，長期清醒后的電反應(yīng),，比睡眠時要強(qiáng)。表明在清醒時突觸確實變得更強(qiáng),。
Cirelli說,，綜合上述結(jié)果，這些分子生物學(xué)和電生理測量得到的數(shù)據(jù)非常復(fù)合假設(shè),，清醒時大腦的電路非常強(qiáng),，而睡眠可以讓它們維持在基準(zhǔn)水平以進(jìn)行恢復(fù)。
她和同事提出的上述理論,，被稱作突觸平衡假說（synaptic homeostasis hypothesis）,，與目前許多科學(xué)家對睡眠如何影響學(xué)習(xí)的看法背道而馳。現(xiàn)在科學(xué)家普遍認(rèn)為,，睡眠時突觸的活性增高,，它們要不斷地鞏固清醒時獲得的信息,。
她說，我們不這么想,。我們認(rèn)為學(xué)習(xí)僅僅是在我們醒著的時候進(jìn)行,，睡眠的作用主要是維持我們大腦的最基本功能，讓突觸保持精簡和高效,。（來源：生物通 揭鷹）
?。ā蹲匀弧窠?jīng)學(xué)》（Nature Neuroscience），doi:10.1038/nn2035,，Vladyslav V Vyazovskiy,，Chiara Cirelli）
本文來自家庭醫(yī)生在線論壇，由網(wǎng)友發(fā)布,，本站僅引用以提供參考,，不代表本站贊同文章的觀點。如您認(rèn)為本文在內(nèi)容和知識產(chǎn)權(quán)上侵害了您的利益,，請與我們聯(lián)系：020-37617988 ,。
