Найден молекулярный механизм запоминания во сне

"Мозг во время сна в корне отличается от головного мозга во время бодрствования", — говорит Маркос Фрэнк (Marcos Frank) из школы медицины университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine).

С воспоминаниями надо переспать — гласил вывод одного из предыдущих исследований. Но хотя экспериментаторы уже многое знают о распределении активности между разными участками мозга во сне, оставалось неясным — почему именно во сне и происходит укрепление (и/или перераспределение) связей между нейронами, составляющее механизм памяти.

Фрэнк и его коллеги впервые, как они утверждают, увидели на клеточном уровне изменение в численности новых соединений нейронов во время сна. Причём эти важные процессы не просто шли во сне, но шли только во сне.

"Мы считаем, что эти биохимические изменения просто не происходят в нейронах животных, которые бодрствуют", — заявил Маркос.

Нейробиологи из университета Пенсильвании поставили серию опытов с молодыми животными, которые показывали активное формирование новых синаптических связей в коре в ответ на зрительную стимуляцию. При этом если в течение критического периода развития зверькам закрывали повязкой один глаз, далее нейроны в зрительной коре почти переставали реагировать на сигналы с этого глаза, но перенастраивались на восприятие сигналов с глаза, который ранее оставался открытым.

Эта пластичность мозга, считает Фрэнк, ответственна не только за долговременную память, но и за многие неврологические процессы. И вот что интересно: в первых опытах часть животных изучали сразу после визуального стимула, а часть — после того как они провели некоторое время во сне. Реорганизация зрительной коры наблюдалась только у тех животных, которым дали поспать.

Теперь же Маркос со товарищи выяснили — почему это так.

Ответом явилась молекула-рецептор N-метил-D-аспартат (NMDAR). Она "следит" за изменениями в межклеточной коммуникации во время бодрствования и включает цепь новых биохимических сигналов во сне.

Начинается всё с реорганизации мозга ещё днём (в ответ на те или иные раздражители). NMDAR "настроена" так, чтобы открывать свой ионный канал при возбуждении нейрона. Позже глютамат (нейромедиатор, участвующий в регуляции сна) связывается с таким рецептором, позволяя тем самым кальцию проникнуть в клетку. Кальций же, как одна из важных сигнальных молекул, включает и выключает в клетке синтез ряда ферментов, в результате чего укрепляются нейронные связи, — сообщают экспериментаторы.

"К нашему удивлению, мы обнаружили, что эти ферменты никогда не включаются до тех пор, пока животное не получит возможность спать", — объясняет Фрэнк важность открытия. И добавляет, что принудительное ингибирование этих ферментов в спящем мозге приводило к блокировке нормальной реорганизации зрительной коры у подопытных животных.

Это исследование может привести к более глубокому пониманию человеческой памяти, всё ещё содержащей немало загадок, полагают американские учёные. А ещё — к появлению лекарств, компенсирующих негативное воздействие на мозг недостатка сна путём имитации молекулярных сигналов, обычно путешествующих по коре, когда мы спим.

Источник : www.membrana.ru

Ещё в разделе

Оперативная память мозга: и один нейрон в поле воин

Оперативная память мозга: и один нейрон в поле воин

Человеческий мозг, несмотря на многочисленные исследования, все еще хранит тайны относительно принципов своей деятельности и представляет собой загадку, над которой бьются ученые всего мира.

Для хранения данных достаточно всего одной клетки мозга

Для хранения данных достаточно всего одной клетки мозга

Согласно исследованиям ученых, всего одной клетки мозга достаточно для кратковременного хранения информации, значимой для жизни организма.

Ген может привести к раннему развитию опухоли головного мозга

Ген может привести к раннему развитию опухоли головного мозга

Согласно исследованию, изданному в медицинском журнале Neurology американской Академии Неврологии, люди со специфическим генным вариантом подвержены большему риску развития опухоли головного мозга

Обнаружена истинная причина зевоты

Обнаружена истинная причина зевоты

Одну из основных причин зевоты установила группа учёных под руководством Эндрю Гэллопа (Andrew Gallup) из университета Бингемтона (Binghamton University).

Окситоцин делает людей более чуткими к добрым словам

Окситоцин делает людей более чуткими к добрым словам

Окситоцин — вещество, выделяемое некоторыми клетками мозга, — играет важную роль в социальном поведении животных, включая человека. Эксперименты показали, что под действием окситоцина мужчины становятся более чувствительными к положительно окрашенным слов

Японские ученые нашли способ

Японские ученые нашли способ "читать" мысли человека

Ученые из Международного научно-исследовательского института фундаментальной технологии электричества и связи впервые разработали способ прочтения образов, возникающих в головном мозге, сообщили японские СМИ.

Взрослые жировые клетки могут переродиться в нервные

Взрослые жировые клетки могут переродиться в нервные

Немалую пользу из нелюбимых никем жировых клеток смогли извлечь японские специалисты по трансплантологии. Ученые отняли у клеток жировую сущность и заставили превратиться в нервные клетки. А затем использовали для восстановления поврежденного спинного

Зоологи обнаружили у собак зависть

Зоологи обнаружили у собак зависть

Австрийские учёные подтвердили тот факт, что собаки тоже могут завидовать. Об этом подозревали многие владельцы четвероногих, но теперь – стало известно наверняка.

Найден источник альтернативной энергии для мозга

Ученые обнаружили, что во время интенсивных занятий спортом мозг человека переключается на альтернативный источник энергии – он переходит с потребления глюкозы на потребление молочной кислоты, говорится в статье, опубликованной в FASEB Journal.

Из стволовых клеток впервые вырастили ткань головного мозга

Из стволовых клеток впервые вырастили ткань головного мозга

В Научно-исследовательском центре развития биологии в г. Кобе (Япония) из стволовых клеток впервые вырастили ткань головного мозга

Длительная память имеет белковую природу

Длительная память имеет белковую природу

Современная наука утверждает, что отдельных «молекул памяти», способных хранить воспоминания, не существует. Как известно, воспоминания организованы целыми сетями, паттернами клеток нервной системы, которые связываются соединениями синапсов. Уникальную роль, в данном случае, играют белково-сахаридные молекулы пептидогликанов. Именно последние покрывают отдельные части нейронов, благодаря своей концентрации вокруг синапсов.

Благодаря уникальной разработке человеческая память улучшиться

Благодаря уникальной разработке человеческая память улучшиться

Биологи из Университета Южной Калифорнии разработали уникальный имплантат. Уникальность разработки состоит в том, что с ее помощью улучшается память человека. Устройство создавалось для людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

Можно ли улучшить показатели учения

Можно ли улучшить показатели учения

Американские ученые из Бостонского университета выяснили, что искусственная синхронизация различных областей мозга, которую проделали при посредстве транскраниальной стимуляции, дает возможность значительно повысить успешность обучения и выполнения ряда задач.

Установлена причина нервного тика

Установлена причина нервного тика

Группе американских ученых удалось провести идентификацию генов, мутации в которых могут являться причиной синдрома Туретта. Именно так по научному называется расстройство центральной нервной системы, которое сопровождается различными тиками, включая выкрикивание нецензурных слов. Как известно, вышеупомянутое расстройство передается по наследству.

Пуповинная кровь замедляет старение

Пуповинная кровь замедляет старение

Американским нейробиологам удалось выяснить, что белки, входящие в состав пуповинной человеческой крови, являются средством омоложения для старых мышей.

Какие клетки поражаются при неврологических расстройствах

Какие клетки поражаются при неврологических расстройствах

Американские ученые из Калифорнийского университета смогли определить клетки мозга, принимающие участие в создании условных рефлексов, которые были изучены Павловым на собаках. Исследования подтвердили, что те же нейроны являются главными мишенями при болезнях Гентингтона и Паркинсона, а также синдроме Туретта.

И после смерти мозг не всегда умирает

И после смерти мозг не всегда умирает

Канадским медикам удалось зафиксировать одну невероятную закономерность. В частности речь идет о мозговой активности мертвого человека. После остановки сердца специалисты зарегистрировали продолжительные дельта-волны. Как правило, такие волны могут наблюдаться только при глубоком сне.

Существует ли связь между зеванием и размером головного мозга

Существует ли связь между зеванием и размером головного мозга

Американским психологам из Университета штата Нью-Йорк удалось обнаружить удивительный факт. Оказывается, что продолжительность зевания у млекопитающих имеет прямое отношение к размеру головного мозга.

Человеческий мозг содержит магнитные шарики

Человеческий мозг содержит магнитные шарики

Британские ученые, в результате нового исследования, обнаружили микроскопические магнитные частицы в человеческом мозге. По мнению биологов, частицы могли попасть в нервные ткани из загрязненного воздуха. Более того, есть основания полагать, что именно эти частицы могут стать причиной болезни Альцгеймера.

Рептилии могут видеть сны

Рептилии могут видеть сны

На основе результатов последнего исследования биологам удалось выяснить, что австралийские ящерицы могут видеть сны. Все дело в том, что ящерицы в состоянии входить в фазу быстрого сна, который, как известно, сопровождается сновидениями. При помощи этого эксперимента ученые смогли доказать наличие у рептилий такого же сна, как млекопитающих и птиц.

Оценка:

lida 18.02.2009 23:14

super