Bits Of Your Brain Sova medan du är vaken

Bits Of Your Brain Sova medan du är vaken

När vi befinner oss i ett djupt slummer ökar vår hjärnans aktivitet och strömmar i stora, uppenbara vågor, som att titta på en ström av mänskliga kroppar stiger upp och sätter sig ner runt en idrottsstadion. Det är svårt att sakna.

Ny forskning med apor finner att samma cykler finns i kölvattnet som i sömnen, men med endast små sektioner som sitter och står i samförstånd snarare än hela stadion. Det är som om små delar av hjärnan självständigt somnar och vaknar upp hela tiden.

Dessutom verkar det som när neuronerna har cyklat in i det mer aktiva eller "on" -tillståndet, är de bättre att reagera på världen. Neuronerna spenderar också mer tid i on-state när man uppmärksammar en uppgift. Detta resultat tyder på processer som reglerar hjärnaktivitet i sömnen kan också spela en roll i uppmärksamhet.

"Selektiv uppmärksamhet liknar att göra små delar av din hjärna lite vakenare", säger Tatiana Engel, en postdoktor vid Stanford University och medförfattare av forskningen som framträder i Vetenskap. Tidigare doktorand Nicholas Steinmetz var den andra medförfattaren, som utförde neurofysiologiska experiment i labyrinten Tirin Moore, en professor i neurobiologi och en av de äldre författarna.

Stift och neuroner

Att förstå dessa nyupptäckta cykler kräver att man vet lite om hur hjärnan är organiserad. Om du skulle peka en stift direkt i hjärnan skulle alla hjärnceller du träffade svara på samma typer av saker. I en kolumn kan de alla svara på objekt i en viss del av det visuella fältet - till exempel till höger.

Laget använde det som uppgår till uppsättningar mycket känsliga stift som kan spela in aktivitet från en kolonn av neuroner i hjärnan. Tidigare hade folk visat att enskilda neuroner går igenom faser av att de är mer eller mindre aktiva, men med denna sond såg de för första gången att alla neuroner i en viss kolonn cyklade ihop mellan att skjuta mycket snabbt och sedan skjuta på en mycket långsammare betyg, liknande samordnade cykler i sömnen.

"Under ett on-tillstånd startar neuronerna alla snabbt," säger Kwabena Boahen, professor i bioengineering och elteknik och en senior författare av papperet. "Så plötsligt växlar de bara till en låg avfyrningsgrad. Detta på och av växling sker hela tiden, som om neuronerna vänder ett mynt för att bestämma om de ska vara på eller av. "

Dessa cykler, som uppträder i sekvensen eller i några sekunder, är inte så synliga när de är vakna eftersom vågen inte sprider sig mycket bortom den kolonnen, till skillnad från i sömnen när vågen sprider sig över nästan hela hjärnan och är lätt att upptäcka, detektera.

Var uppmärksam

Teamet fann att de högre och lägre aktivitetstillstånden hänför sig till förmågan att reagera på världen. Gruppen hade sin sond i en region i hjärnan hos apor som specifikt upptäcker en del av den visuella världen. Aporna hade blivit utbildade för att vara uppmärksam på en cue som indikerar att något i en viss del av det visuella fältet - övre höger, säga eller nedre vänster - skulle förändras något. Aporna fick då en behandling om de korrekt identifierade att de hade sett den förändringen.

När laget gav en cue till var en förändring kan inträffa, började neuronerna i kolumnen som känner den delen av världen alla spendera mer tid i det aktiva tillståndet. I grund och botten fortsatte de alla med att vända sig mellan stater i samförstånd, men de spenderade mer tid i det aktiva tillståndet om de var uppmärksamma. Om stimulansförändringen kom när cellerna var i ett mer aktivt tillstånd var apen också mer sannolikt att korrekt identifiera förändringen.

"Apen är väldigt bra för att upptäcka stimulansändringar när neuroner i den kolumnen är i on-state men inte i off-state", säger Engel. Även när apan visste att uppmärksamma ett visst område, om neuronerna cyklade till en lägre aktivitetsstatus, missade apen ofta stimulansförändringar.


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Engel sa att denna upptäckt är något som kan vara bekant för många människor. Ibland tycker du att du är uppmärksam, påpekade hon, men du kommer fortfarande sakna saker.

Vetenskapsmännen sade att resultaten också hänför sig till tidigare arbete, som fann att mer uppmärksamma djur och människor tenderar att få elever som är mer dilaterade. I det nuvarande arbetet, när hjärncellerna spenderade mer tid i ett aktivt tillstånd, var abens elever också mer dilaterade. Fynden visar en interaktion mellan synkronoscillationer i hjärnan, uppmärksamhet på en uppgift och yttre tecken på alertness.

"Det verkar som om de mekanismer som ligger till grund för uppmärksamhet och upphetsning är ganska beroende av varandra, säger Moore.

Sparar detta energi?

En fråga som kommer ut ur detta arbete är varför neuronerna cyklar till en lägre aktivitet när vi är vakna. Varför inte bara stanna i det mer aktiva tillståndet hela tiden, om det är när sabertanden tiger attackerar?

Ett svar kan relatera till energi. "Det finns en metabolisk kostnad i samband med neuroner som skjuter hela tiden", säger Boahen. Hjärnan använder mycket energi och kanske ger cellerna en chans att göra den energiska motsvarigheten att sitta ner gör hjärnan att spara energi.

När neuroner är mycket aktiva genererar de också cellulära biprodukter som kan skada cellerna. Engel påpekade att lågaktivitetsstaterna kunde ge tid att rensa bort detta neuronavfall.

"Detta dokument föreslår platser att leta efter dessa svar", säger Engel.

Om författarna

Ytterligare medförfattare inkluderar kollegor från Newcastle University. Finansiering kom från NIH, Stanford NeuroVentures, HHMI, MRC och Wellcome Trust.

källa: Stanford University

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon

 

Fler artiklar av denna författare

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LÄS

Sedna och vår nya värld
Sedna och vår nya värld
by Sarah Varcas
Sedna är inuiternas havsgudinna, även känd som havets mor eller älskarinna och gudinna till...
en ung man meditation utanför
Hur man mediterar och varför
by Joseph Selbie
Meditation ger oss större tillgång till icke-lokala verkligheter: upplyftande och harmoniserande känslor,...
tecken på ojämlikhet 9 17
USA har sjunkit drastiskt på globala rankningar som mäter demokrati och ojämlikhet
by Kathleen Frydl
Förenta staterna kan betrakta sig själva som en "ledare för den fria världen", men ett utvecklingsindex...
tropiska sjukdomar 9 24
Varför tropiska sjukdomar i Europa kanske inte är sällsynta under mycket längre tid
by Michael Head
Dengue, en virusinfektion som sprids av myggor, är en vanlig sjukdom i delar av Asien och Latin ...
hemsolsystem 9 30
Kan solenergi försörja ditt hem när elnätet slocknar?
by Will Gorman et al
I många områden som är utsatta för katastrofer och avbrott börjar folk fråga sig om man investerar i tak...
en mormor som läser för sina två barnbarn
En mormors skotska berättelse för höstdagjämningen
by Ellen Evert Hopman
Den här historien har en liten bit av Amerika i sig och en liten bit av Orkneyöarna i sig. Orkney är på…
stege som når upp till månen
Utforska ditt motstånd mot livets möjligheter
by Beth Bell
Jag förstod inte riktigt frasen "säg aldrig aldrig" förrän jag började inse att jag var...
min kropp mitt val 9 20
Hur började patriarkatet och kommer evolutionen att bli av med det?
by Ruth Mace
Patriarkatet, som har varit något på reträtt i delar av världen, är tillbaka i våra ansikten. I…

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.