Простая компьютерная модель проливает свет на мозг во время сна

Просмотров: 29

Опубликовано 08.09.2016, 18:59 (мск) Клара Галиева в Неврология, Новости

Очень плохая статьяПлохая статьяТак себе статьяХорошая статьяОтличная статья (Читатели ещё не оценили запись, станьте первым!)
Загрузка...

Наука о сне в течение последних десятилетий очень сильно продвинулась вперед. Тем не менее, многие трудные вопросы остаются без ответа. Недавнее исследование дает новое понимание возможностей сна в обработке памяти.

сон

© Википедия

Сон характеризуется изменённым сознанием, заторможенной сенсорной активностью и расслаблением мышц. Практически все живые организмы нуждаются во сне. Люди тратят почти одну треть своей жизни на сон.

Сон иногда рассматривается как аналог потери сознания, но это совершенно другое состояние. Есть несколько теорий, которые пытаются объяснить, что происходит во время сна. Некоторые ученые полагают, что сон помогает головному мозгу очистить отходы из жидкости вокруг клеток, в том числе белок, такой как бета-амилоид. Кроме того, сон вместе с иммунной системой способствует исцелению. Например, заживление ран у крыс происходит медленнее, если они лишены сна.

Кроме того, сон имеет глубокую связь с памятью. Предыдущие исследования показали, что у участников, которые спали мало, рабочая память была снижена на 38%.

Ученые, опубликовавшие свое исследование в журнале PLoS Computational Biology, решили создать вычислительную модель, которая обеспечит дальнейшее понимание функций памяти во время сна.

Некоторые модели сна основаны исключительно на активности отдельных нейронов, другие являются более абстрактными и менее детальными. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки. Вместо этого немецкие ученые использовали нейронную сеть. В модели активность небольшой группы нейронов масштабируется, чтобы оценить активность больших групп нейронов.

Ученые обнаружили, что консолидация памяти, скорее всего, исходит от взаимодействия между корой и таламусом. Таламус находится между корой и средним мозгом и передает сенсорные и моторные сигналы от тела к коре головного мозга. Он также помогает регулировать уровень бдительности, сознания и сна.

Ритмы сна, как полагают, сгенерированы в таламусе, а затем синхронизированно взаимодействуют с корой. Таламус играет особенно важную роль в производстве и управлении медленной волной сна.

В частности, ученые хотели посмотреть на активность головного мозга во время второго и третьего этапа сна — без быстрого движения глаз. В это время показания ЭЭГ были особенно медленными, но с высоким напряжением. Дыхание и частота сердечных сокращений были регулярными и медленными, артериальное давление падало, сновидение отсутствовало.

Исследователи смогли включить таламокортикальное соединение (связь между корой и таламусом) в своей последней модели и точно повторить структуру сна, связанную с памятью. Некоторые методы стимуляции (транскраниальная электрическая и слуховая стимуляция), как известно, повышают консолидацию памяти во время сна.

Авторы пишут: «Интересно наблюдать, что модель, включающая только несколько ключевых механизмов, может воспроизвести сложные ритмы мозга, наблюдаемые во время сна».

Сама модель относительно проста, а это означает, что она будет полезна в дальнейшем изучении консолидации памяти во время сна.

Авторы другого исследования выявили, что свет может влиять на сон.

Подробнее в научной статье:

Costa, Michael Schellenberger, et al. «A Thalamocortical Neural Mass Model of the EEG during NREM Sleep and Its Response to Auditory Stimulation» PLOS Comput Biol 12.9 (2016): e1005022.


Понравилась новость? Читайте нас в Facebook


Клара Галиева (3856 Статей)
Должность - Автор новостного блока. Врач-невропатолог. г. Санкт-Петербург.