Sömn kalibrerar hjärnans minneceller på nytt, så att vi kan stärka det vi har lärt oss och använda det när nästa vaken är, visar nya bevis från möss.

Sömnbrist, sömnstörningar och sömnpiller kan störa processen, avslutar forskare från Johns Hopkins University School of Medicine.

"Slutsatsen är att sömnen inte är helt ledigt för hjärnan."

"Våra funderingar framhäver solidt tanken att musen och förmodligen den mänskliga hjärnan bara kan lagra så mycket information innan det behöver kalibreras", säger Graham Diering, en postdoktor som ledde studien i tidningen Vetenskap.

"Utan sömn och omkalibrering som pågår under sömnen är minnen i fara att gå vilse," säger han.

Forskarna tittade på en process som hade studerats väl i laboratorieväxlade hjärnceller men inte hos levande djur som sov eller vaknade. Kännet som homeostatisk nedskalning, försvagar det på ett enhetligt sätt synapser i ett neuralt nätverk med en liten procentandel, vilket ger sina relativa styrkor intakta och gör det möjligt för lärande och minnesbildning att fortsätta. Det förhindrar hjärnceller från att skjuta ständigt och nå maximal belastning. När en neuron maxes ut, förlorar den sin förmåga att förmedla information som hindrar minnesbildning.

För att ta reda på om processen inträffar i sovande däggdjur, fokuserade Diering på delar av mushjärnan som är ansvariga för lärande och minne: hippocampus och cortex. Han letade efter samma förändringar som ses i laboratorievuxna celler under nedskalning.

Resultaten visade en 20-procentminskning i receptorproteinhalter hos sovmöss, vilket indikerar en övergripande försvagning av deras synapser jämfört med möss som var vakna.

"Det var det första beviset på homeostatisk nedskalning i levande djur", säger Richard Huganir, professor i neurovetenskap och seniorförfattare av studien. "Det föreslår att synapser omstruktureras genom musens hjärna varje 12-timme eller så, vilket är ganska anmärkningsvärt."

I de sovande mössen fann forskare också, som de förväntade sig, signifikant högre nivåer av ett protein som heter "Homer1a", som är känt för att vara avgörande för att reglera sömn och vakenhet.

Tidigare test med laboratorievuxna neuroner hade redan visat Homer1a spelar en viktig roll i nedskalningsprocessen. I den nya studien fann forskare nivåerna av det proteinet att vara 250 procent högre i synapserna av sovande möss, jämfört med vakna möss.

"Vi tror att Homer1a är en trafikpolitiker av olika slag", säger Huganir och förklarar att proteinet utvärderar nivåerna av vissa neurotransmittorer och kemikalier för att bestämma när hjärnan är "tyst nog för att börja skalas ner".

Forskarna bekräftade att sömn är en nödvändighet för denna nedskalningsprocess som inte kan ersättas.

"Slutsatsen är att sömnen inte är helt ledigt för hjärnan, säger Diering. "Det har viktigt arbete att göra då, och vi i den utvecklade världen förkortar oss genom att hoppa över det."

Huganir betonar att eftersom denna studie endast fokuserade på hippocampus och cortex behövs mer forskning på andra delar av hjärnan - och genom hela kroppen - för att bättre förstå nödvändigheten av sömn.

Forskarna noterar också behovet av att titta närmare på hur droger som är kända för att förhindra homeostatisk nedskalning, inklusive bensodiazepiner och andra sedativa eller sömnmedel, störa inlärning och minne.

Stöd till arbetet kom från kanadensiska institut för hälsoforskning, Johns Hopkins Center for Proteomics Discovery och National Institute of Health.

Källa: Johns Hopkins University

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon