STUDIU: Ce se întâmplă cu creierul în timpul somnului

Fără această resetare, cunoscută sub denumirea de „homeostază sinaptică”, sinapsele s-ar putea supraîncărca și „arde”, ca o priză electrică la care sunt conectate prea multe aparate electrocasnice, susțin oamenii de știință.

„Somnul este momentul perfect pentru ca această renormalizare sinaptică să se producă… pentru că atunci când suntem treji, suntem ‘sclavii’ lui aici și acum, receptând tot timpul unii stimuli și învățând ceva”, a declarat coautoarea studiului, dr. Chiara Cirelli, din cadrul Madison Center for Sleep and Consciousness al Universității din Wisconsin.

„În timpul somnului, suntem mult mai puțin preocupați de lumea exterioară… iar creierul poate trece în revistă toate sinapsele, revigorându-le într-un mod inteligent”, a declarat Chiara Cirelli pentru Live Science, scrie Agerpres.

Dr. Cirelli și colegul ei, dr. Giulio Tononi, tot de la Universitatea din Wisconsin, au prezentat ipoteza homeostazei sinaptice (synaptic homeostasis hypothesis — SHY) în 2003.

Acum, cei doi cercetători au dovada vizuală directă a SHY după ce au observat reducerea sinapselor la șoareci în timp ce animalele dormeau, un experiment complex care a durat patru ani. Oamenii de știință și-au prezentat concluziile pe 2 februarie, în revista Science.

Practic, somnul este prețul pe care îl plătesc oamenii pentru creiere care sunt capabile să continue să învețe lucruri noi, susțin cercetătorii.

Russell Foster, care conduce Sleep and Circadian Neuroscience Institute de la Universitatea Oxford, din Marea Britanie, care nu a fost asociat la studiu, a spus că concluziile cercetătorilor susțin teoria că somnul este necesar pentru consolidarea amintirilor și, în consecință, pentru învățare.

Timp de milenii, oamenii s-au întrebat care este natura și rostul somnului. Aristotel a sugerat că somnul este regenerativ, o perioadă de înlocuire și reconstrucție a ceea ce corpul a consumat în timpul zilei. Știința modernă susține această idee, cercetătorii identificând seturi de gene asociate cu regenerarea și metabolismul care se declanșează numai în timpul nopții.

Cei doi cercetători s-au concentrat însă pe efectul somnului asupra creierului. În lucrarea publicată în 2003, ei au lansat ipoteza despre rolul somnului în creșterea sinapselor, care servesc drept căi de transport a informațiilor între neuroni. Sinapsele se întăresc constant, sau se măresc, în timpul zilei pentru a satisface traficul, pe măsură ce creierul absoarbe noi experiențe. Dar această întărire a sinapselor nu poate dura la nesfârșit, pentru că ele ar putea deveni suprasaturate sau chiar „supraîncărcate”.

Cercetătorii au sugerat în lucrarea lor că sinapsele se reduc în timpul somnului, dar că această micșorare nu creează neapărat o nevoie de somn corpului, ci mai degrabă acesta profită de traficul scăzut din creier care se întregistrează în această perioadă.

Pentru a dovedi acest lucru, cercetătorii au folosit o nouă formă de microscopie a electronilor care le permite să observe schimbările minuscule de dimensiune în sinapsele microscopice la nivel nanometric în creierele șoarecilor. Ei au descoperit că doar câteva ore de somn au dus la o descreștere medie cu 18% a mărimii sinapselor.

Dr. Cirelli susține că una dintre descoperirile interesante este că această micșorare s-a produs în circa 80% din sinapse, dar le-a ocolit pe cele mai mari. Acestea ar putea fi asociate cu amintirile cele mai importante și cele mai stabile, conexiuni pe care creierul nu dorește să le piardă, au speculat cercetătorii. Modul în care creierul decide ce conexiuni sinaptice să micșoreze este însă un alt mister, a apreciat Chiara Cirelli.

„Este un lucru critic ca această micșorare să se producă în timpul nopții, pentru ca uriașa informație codificată de sinapsele temporare din timpul zilei să nu copleșească creierul. Această micșorare face ca doar cele mai importante informații să fie păstrate”, a afirmat Russell Foster.

Cercetătorul susține că ar fi necesare noi experimente care să se bazeze pe studiul Cirelli-Tononi și care să folosească modelele de la șoareci pentru a explora conexiunile dintre ritmurile circadiene, somn, reducerea sinapselor și afecțiunile psihiatrice. Unele dintre trăsăturile cheie ale acestor afecțiuni par să fie tulburarea circuitului neural, probleme de somn, perturbarea funcțiilor cognitive și a memoriei.

Russell Foster a adăugat că resetarea sinapselor ar putea fi o trăsătură cheie a somnului, în special pentru oameni, care au capacități cognitive avansate în comparație cu animalele. Totuși, această micșorare a sinapselor ar putea fi doar una dintre numeroasele funcții esențiale care se produc în timpul fazei somnului, o perioadă în care corpul profită de inactivitatea fizică pentru a efectua o gamă de activități de întreținere esențiale, a mai spus el.

Citeşte şi Riscuri la care e expus un copil care nu doarme suficient