作者:Gina Turrigiano 来源:《细胞》 发布时间:2016/4/7 15:49:29
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脑神经通路重组或有不同形式

 

人和动物为何要睡眠?这个问题在生理学上仍是个谜。美国布兰迪斯大学研究人员通过实验发现,脑内有一种内稳平衡机制,其只发生在动物清醒时,在动物睡眠时会被抑制。而以往的研究认为,内稳平衡机制在清醒时不起作用,在睡眠中才会恢复。

解释睡眠的神经科学理论目前主要有两种:一种称为“记忆巩固”理论,认为在睡眠时,大脑会在“后台”重播记忆;另一种称为“内稳平衡”理论,认为脑中存在一种自我平衡的原状稳态,称为“内稳态”,睡眠对于脑网络活动恢复内稳态非常重要。在清醒活动时,这种内稳态是被扰乱的。这种机制由布兰迪斯大学研究人员最早提出。

内稳机制通过保持一种平均的放电率,使神经线路保持功能稳定,就像恒温器保持室内温度。所谓脑部可塑性,是指脑按照新经验对神经通路进行重组的能力。为了研究动物清醒时各种行为的脑部塑造和内稳塑造之间有无交叉,布兰迪斯大学生物学教授吉娜·特里简诺团队开发了新的算法,完整记录了小鼠9天的脑活动,不间断地跟踪单个神经元活动超过200小时,以评估生理节奏和行为对神经内稳态的影响。

研究团队发表在近期《细胞》杂志上的论文称,实验最终证明,内稳平衡基本只发生在动物清醒时,在睡眠时是被抑制的。自觉主动地保持清醒,会加强内稳态恢复期间的放电率,延长自然清醒的周期。当动物保持清醒,内稳平衡作用会被进一步强化。

这些发现提出了新的可能性,即大脑的可塑性还有另一种形式,就像记忆巩固那样,内稳平衡塑造也是一种,这些形式可能只是暂时分离,以防止互相干扰。此外,这一发现还有助深入研究行为、环境和生理节奏对脑部内稳态塑造机制的影响。(来源:科技日报 常丽君)

 
 
 
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