Психиатры Кьяра Сирелли и Джулио Тонони из Висконсинского центра сна и сознания предложили «гипотезу синаптического гомеостаза» (SHY) в 2003 году. Эта гипотеза утверждает, что сон — это цена, которую мы платим за мозг, который является пластичным и способен продолжать учиться новому.Несколько лет назад они полностью посвятили себя четырехлетнему исследованию, которое могло показать прямые доказательства их теории.
Результат, опубликованный в феврале 2017 года в журнале Science, явился прямым визуальным доказательством SHY. Сирелли, профессор Школы медицины и общественного здравоохранения Университета Висконсина, подробно рассказал об исследовании сегодня (17 февраля 2018 г.) на ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки.
Поразительные снимки мозга мышей, сделанные с помощью электронного микроскопа, показывают, что происходит в нашем собственном мозгу каждый день: наши синапсы — соединения между нервными клетками — становятся сильными и большими во время дневной стимуляции, а затем сужаются почти на 20 процентов, пока мы спать, создавая пространство для дальнейшего роста и обучения на следующий день.Большая группа исследователей разделила мозг мышей, а затем с помощью сканирующего электронного микроскопа сфотографировала, реконструировала и проанализировала две области коры головного мозга. Им удалось реконструировать 6920 синапсов и измерить их размер.
Команда сознательно не знала, анализируют ли они клетки мозга хорошо отдохнувшей мыши или той, которая не спала. Когда они, наконец, «взломали код» и сопоставили измерения с количеством сна, который мыши спали в течение шести-восьми часов до того, как был сделан снимок, они обнаружили, что несколько часов сна привели в среднем к 18-процентному снижению количества сна. размер синапсов. Эти изменения произошли в обеих областях коры головного мозга и были пропорциональны размеру синапсов.Исследование было большой новостью, и его подхватили такие агентства, как The New York Times и National Public Radio.
Это было подкреплено сопутствующим исследованием Университета Джона Хопкинса, в котором анализировались белки мозга, чтобы также подтвердить предсказание SHY о том, что цель сна — уменьшить количество синапсов.Для Сирелли исследование было большой авантюрой, которая окупилась.
Но она не останавливается на достигнутом. В настоящее время ее лаборатория изучает новые области мозга и мозг молодых мышей, чтобы понять, какую роль сон играет в развитии мозга.