Kawałki twojego mózgu idą spać, gdy nie śpisz

Kawałki twojego mózgu idą spać, gdy nie śpisz

Kiedy jesteśmy w głębokim śnie, aktywność naszego mózgu spada i płynie wielkimi, oczywistymi falami, jak obserwowanie, jak fala ludzkich ciał podnosi się i siada wokół stadionu sportowego. Trudno to przegapić.

Nowe badania na małpach wykazały, że te same cykle istnieją w czasie czuwania, jak we śnie, ale tylko małe sekcje siedzą i stoją zgodnie, a nie cały stadion. To tak, jakby maleńkie fragmenty mózgu zasypiały niezależnie i cały czas się budziły.

Co więcej, wydaje się, że kiedy neurony przechodzą w stan bardziej aktywny lub „włączony”, lepiej reagują na świat. Neurony spędzają również więcej czasu w stanie włączonym, kiedy zwracają uwagę na zadanie. To odkrycie sugeruje, że procesy, które regulują aktywność mózgu podczas snu, mogą również odgrywać rolę w uwadze.

„Wybiórcza uwaga jest podobna do nieco bardziej wybudzanych małych części mózgu” – mówi Tatiana Engel, doktorantka na Uniwersytecie Stanforda i współautorka badania, które pojawia się w nauka. Były doktorant Nicholas Steinmetz był drugim współautorem autorów, który przeprowadził eksperymenty neurofizjologiczne w laboratorium Tirin Moore, profesora neurobiologii i jednego ze starszych autorów.

Pins and neurons

Zrozumienie tych nowo odkrytych cykli wymaga trochę wiedzy o organizacji mózgu. Gdybyś miał wbić szpilkę bezpośrednio w mózg, wszystkie komórki mózgowe, które uderzyłbyś, zareagowałyby na te same rodzaje rzeczy. W jednej kolumnie mogą wszyscy odpowiadać na obiekty w określonej części pola widzenia – na przykład w prawym górnym rogu.

The team used what amounts to sets of very sensitive pins that can record activity from a column of neurons in the brain. In the past, people had known that individual neurons go through phases of being more or less active, but with this probe they saw for the first time that all the neurons in a given column cycled together between firing very rapidly then firing at a much slower rate, similar to coordinated cycles in sleep.

„Podczas stanu włączenia wszystkie neurony zaczynają szybko aktywować”, mówi Kwabena Boahen, profesor bioinżynierii i elektrotechniki oraz starszy autor artykułu. „Nagle nagle przestawiają się na niską szybkostrzelność. To włączanie i wyłączanie dzieje się cały czas, jakby neurony rzucały monetą, aby zdecydować, czy mają być włączone, czy wyłączone.

Te cykle, które występują w kolejności sekund lub ułamków sekund, nie były tak widoczne, gdy nie śpią, ponieważ fala nie rozchodzi się zbytnio poza tę kolumnę, w przeciwieństwie do snu, kiedy fala rozprzestrzenia się przez prawie cały mózg i jest łatwa do wykryć.

Pay attention

The team found that the higher and lower activity states relate to the ability to respond to the world. The group had their probe in a region of the brain in monkeys that specifically detects one part of the visual world. The monkeys had been trained to pay attention to a cue indicating that something in a particular part of the visual field—the upper right, say, or the lower left—was about to change slightly. The monkeys then got a treat if they correctly identified that they’d seen that change.

When the team gave a cue to where a change might occur, the neurons within the column that senses that part of the world all began spending more time in the active state. In essence, they all continued flipping between states in unison, but they spent more time in the active state if they were paying attention. If the stimulus change came when the cells were in a more active state, the monkey was also more likely to correctly identify the change.

„Małpa jest bardzo dobra w wykrywaniu zmian bodźców, gdy neurony w tej kolumnie są w stanie włączonym, ale nie w stanie wyłączonym” – mówi Engel. Nawet gdy małpa wiedziała, że ​​należy zwracać uwagę na konkretny obszar, jeśli neurony przechodzą w stan niższej aktywności, małpa często pomija zmianę bodźca.


 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Engel powiedział, że to odkrycie może być znajome wielu ludziom. Czasami myślisz, że zwracasz uwagę, zauważyła, ale nadal będziesz tęsknić.

The scientists said the findings also relate to previous work, which found that more alert animals and humans tend to have pupils that are more dilated. In the current work, when the brain cells were spending more time in an active state the monkey’s pupils were also more dilated. The findings demonstrate an interaction among synchronous oscillations in the brain, attention to a task, and external signs of alertness.

„Wydaje się, że mechanizmy leżące u podstaw uwagi i pobudzenia są dość współzależne” – mówi Moore.

Does this save energy?

Pytanie, które wynika z tej pracy, brzmi: dlaczego neurony przechodzą w stan niższej aktywności, kiedy nie śpimy. Dlaczego nie pozostać cały czas w bardziej aktywnym stanie na wypadek, gdyby tygrys szablozębny zaatakował?

Jedna odpowiedź może dotyczyć energii. „Istnieje koszt metaboliczny związany z ciągłym pobudzaniem neuronów” – mówi Boahen. Mózg zużywa dużo energii i być może danie komórkom szansy na wykonanie energetycznego odpowiednika siedzenia pozwala mózgowi oszczędzać energię.

Ponadto, gdy neurony są bardzo aktywne, generują komórkowe produkty uboczne, które mogą uszkadzać komórki. Engel zwrócił uwagę, że stany niskiej aktywności mogą dać czas na usunięcie tego neuronalnego marnotrawstwa.

„Ten artykuł sugeruje miejsca, w których należy szukać tych odpowiedzi”, mówi Engel.

O autorach

Dodatkowymi współautorami są koledzy z Newcastle University. Fundusze pochodziły z NIH, Stanford NeuroVentures, HHMI, MRC i Wellcome Trust.

Źródło: Stanford University

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon

 

Więcej artykułów tego autora

Może Ci się spodobać

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

DOSTĘPNE JĘZYKI

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

NAJCZESCIEJ CZYTANE

baseballista; z siwymi włosami
Czy możemy być za starzy?
by Barry Vissell
Wszyscy znamy wyrażenie: „Jesteś tak stary, jak myślisz lub czujesz”. Zbyt wiele osób rezygnuje z…
zmiany klimatu i powodzie 7 30
Dlaczego zmiany klimatyczne pogarszają powodzie
by Frances Davenport
Chociaż powodzie są zjawiskiem naturalnym, spowodowane przez człowieka zmiany klimatyczne powodują poważne powodzie…
stworzony do noszenia maski 7 31
Czy będziemy działać na podstawie porad dotyczących zdrowia publicznego tylko wtedy, gdy ktoś nas zmusi?
by Holly Seale, UNSW Sydney
W połowie 2020 roku sugerowano, że używanie maski było podobne do noszenia pasów bezpieczeństwa w samochodach. Nie każdy…
kawa dobra czy zła 7 31
Mieszane wiadomości: czy kawa jest dla nas dobra czy zła?
by Thomas Merritt
Kawa jest dla ciebie dobra. Albo nie. Może jest, a potem nie jest, a potem znowu. Jeśli pijesz…
dieta nordycka 7.31
Czy dieta nordycka rywalizuje ze swoim śródziemnomorskim odpowiednikiem pod względem korzyści zdrowotnych?
by Duane Mellor i Ekavi Georgousopoulou
Co miesiąc wydaje się, że w Internecie pojawia się nowa dieta. Jednym z najnowszych jest Nordic…
chroń swojego zwierzaka w upale 7 30
Jak zapewnić zwierzętom bezpieczeństwo podczas fali upałów?
by Anne Carter, Nottingham Trent University i in
Ponieważ temperatury osiągają nieprzyjemnie wysokie poziomy, zwierzęta prawdopodobnie będą zmagać się z upałem. Oto…
Czy to krukowate czy kał z siana 8 7
Oto, jak stwierdzić, czy to Covid, czy katar sienny
by Samuel J. White i Philippe B. Wilson
Przy ciepłej pogodzie na półkuli północnej wiele osób będzie cierpieć na alergie na pyłki.…
inflacja na świecie 8 1
Inflacja rośnie na całym świecie
by Christopher Decker
9.1% wzrost cen konsumpcyjnych w USA w ciągu 12 miesięcy do czerwca 2022 r., najwyższy od czterech…

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.