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常见问题

人为什么需要睡眠?为了遗忘

更新时间  2011-02-06 20:43 阅读
本文摘要:多年来,科学家们提出了许多关于我们为什么睡觉的想法。一些人认为这是一种节约能源的方法。 其他人认为睡眠提供了清除大脑细胞废物的机会。直到其他人提出睡眠只是迫使动物静静地躺着,让它们躲避捕食者。有人指出这是一种节约能源的方法。其他人明确表示,睡眠给大脑一个清理细胞废物的机会。 其他人指出,睡觉只会迫使动物安静地躺下,这样它们就可以躲避捕食者。周四发表在《科学》杂志上的两篇论文为另一件事提供了证据:我们睡觉是为了忘记每天学到的一些东西。

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多年来,科学家们提出了许多关于我们为什么睡觉的想法。一些人认为这是一种节约能源的方法。

其他人认为睡眠提供了清除大脑细胞废物的机会。直到其他人提出睡眠只是迫使动物静静地躺着,让它们躲避捕食者。有人指出这是一种节约能源的方法。其他人明确表示,睡眠给大脑一个清理细胞废物的机会。

其他人指出,睡觉只会迫使动物安静地躺下,这样它们就可以躲避捕食者。周四发表在《科学》杂志上的两篇论文为另一件事提供了证据:我们睡觉是为了忘记每天学到的一些东西。周四发表在《科学》杂志上的两篇论文为另一个观点提供了证据:我们睡觉是为了记住我们每天学到的东西。为了学习,我们必须在大脑中的神经元之间建立联系或突触。

这些连接使神经元能够快速有效地相互发送信号。我们在网络中储存新的记忆。为了自学,我们必须减少大脑神经元或神经元之间的联系。这些连接使得神经元需要缓慢而高效地相互发送信号。

正是在这些网络中,我们储存了新的记忆。2003年,威斯康星大学麦迪逊分校的生物学家朱利奥托诺尼(Giulio Tononi)和乔拉奇雷利(Chiara Cirelli)提出,突触在白天生长得如此旺盛,以至于我们的大脑回路变得“嘈杂”。科学家们认为,当我们睡觉时,我们的大脑会切断连接,将信号提升到噪音之上。

2003年,威斯康星大学麦迪逊分校的生物学家朱利奥托诺尼(Giulio Tononi)和乔拉奇雷利(Chiara Cirelli)明确指出,神经元在白天会变得非常白热,这使得它们的大脑回路显得“嘈杂”。当我们睡觉时,大脑试图增加连通性,以便准确的信号可以和噪音一样多。在此后的几年里,托诺尼博士和奇雷利博士以及其他研究人员发现了大量间接证据来支持所谓的突触稳态假说。

在随后的几年里,托诺尼博士和奇雷利博士以及其他研究人员发现了许多间接证据,反对这种所谓的神经元稳态假说。例如,事实证明,神经元可以修剪它们的突触——至少在培养皿中是这样。

在对神经元簇的实验室实验中,科学家可以给它们一种药物,刺激它们生长额外的突触。之后,神经元会减少一些生长。

比如,已经证明神经元至少在实验室里可以对自己的神经元——进行遮光。在对神经元集群进行实验室实验时,科学家给他们一种药物,通过性刺激他们生长额外的神经元。

之后,神经元减少了一些生长。其他证据来自大脑释放的电波。

在深度睡眠期间,波浪会减慢。托诺尼博士和奇雷利博士断言,收缩的突触产生了这种变化。其他证据来自大脑释放的无线电波。

深度睡眠时,无线电波变慢。托诺尼博士和奇雷利博士指出,这种变化是由神经元的扩大引起的。四年前,托诺尼博士和奇雷利博士有机会通过观察突触本身来检验他们的理论。

他们获得了一种用于大脑组织切片的熟食切片机,他们以前用老鼠的大脑制作超薄切片。四年前,托诺尼博士和奇雷利博士试图通过观察神经元本身来检验他们的理论。

他们获得了一个脑组织切片机,并利用它从小鼠大脑中获得超薄切片。在他们实验室工作的助理科学家路易莎德维沃(Luisa de Vivo)领导了一项对老鼠组织的艰苦调查,有些老鼠醒着,有些睡着了。她和她的同事总共确定了6920个突触的大小和形状。

实验室的助理科学家路易莎德维沃(Luisa de Vivo)对从老鼠大脑中取出的这些组织进行了仔细的研究。有些老鼠醒着,有些在睡觉。

她和她的同事证实了6920个神经元的大小和形状。他们发现,睡眠小鼠大脑中的突触比清醒小鼠小18%。托诺尼博士说:“总体上有如此大的变化是令人惊讶的。

”。他们发现睡眠小鼠大脑中的神经元比精神状态小鼠小18%。“总的来说,这种巨大的变化是不可思议的,”托诺尼博士说。

第二项研究由约翰霍普金斯大学博士后研究员格雷厄姆迪灵领导。迪灵博士和他的同事们开始通过研究小鼠大脑中的蛋白质来探索突触体内平衡假说。

“我真的是从这个具体的地方开始的,”迪灵博士说。第二项研究由约翰霍普金斯大学博士后研究员格雷厄姆迪灵领导。迪林博士和他的同事通过研究小鼠大脑中的蛋白质,探索了神经元稳态的假设。

“我知道这种细节是用来研究这个问题的,”迪林博士说。在一项实验中,迪灵博士和他的同事们创造了一个小窗口,通过它他们可以窥视老鼠的大脑。

然后,他和他的同事添加了一种化学物质,可以在大脑突触上形成表面蛋白。在一项实验中,迪林博士和他的同事们创造了一个小窗口,通过它他们可以窥视老鼠的大脑。

然后,他和他的同事向小鼠大脑中加入了一种化学物质,这种化学物质需要照亮大脑神经元上的表面蛋白质。透过窗户,他们发现睡眠中表面蛋白质的数量下降了。

如果突触萎缩,这种下降是你所能预料到的。利用这个窗口,他们发现睡眠中神经元表面蛋白的数量增加了。如果神经元增大,这种上升应该不会频繁发生。

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Diering博士和他的同事随后寻找这种变化的分子触发因素。他们发现数百种蛋白质在夜间增加或减少突触内的蛋白质。

但是颗粒中的一种叫做homer 1a的蛋白质排出体外。Dilling博士和他的同事开始寻找这种变化的分子启动因素。

他们发现神经元中数百种蛋白质在夜间减少或增加。然而,有一种叫做Homer1A的蛋白质非常引人注目。在早期对培养皿中神经元的实验中,Homer1A被证明对削减突触很重要。迪灵医生也失去了睡眠是否重要。

在早期对神经元的实验室实验中,Homer 1a被证明在神经元增加的过程中起着最重要的作用。迪林医生想告诉他这是否也是睡眠中最重要的事情。为了找到答案,他和他的同事研究了基因工程小鼠,使它们不能制造Homer1A蛋白。这些老鼠像普通老鼠一样睡觉,但是它们的突触不像进化老鼠那样改变蛋白质。

为了找到这一点,他和他的同事研究了不能产生Homer1A蛋白的基因工程小鼠。这些老鼠可以像普通老鼠一样睡觉,但它们的神经元不会像普通老鼠一样转化蛋白质。

Diering博士的研究表明,嗜睡会触发神经元产生Homer1A,并将其输送到突触中。根据迪林博士的研究,当睡眠到来时,嗜睡会导致神经元产生Homer1A并将其传递给神经元。当睡眠开始时,Homer1A也会关闭它的遮光机制。

为了了解这种修剪机器是如何影响学习的,科学家们给普通老鼠进行了记忆测试。他们把动物放在一个房间里,如果它们走过地板的一部分,就会受到轻微的电击。

为了仔细观察这种遮荫机制如何影响自学,科学家对普通小鼠展开了记忆测试。他们把这些动物放到一个房间里,如果它们回头到地板的某一部分,就不会受到严重的电击那天晚上,科学家们给一些老鼠的大脑注射了一种化学物质。

这种化学物质已经被证明可以阻止培养皿中的神经元修剪它们的突触。当天晚上,科学家将一种化学物质流经若干小鼠的脑中。在实验室中,这种化学物质已被证明可以制止神经元增加其神经元第二天,科学家们把所有的老鼠放回他们以前呆过的房间。

两组老鼠大部分时间都呆在冷冻状态,恐惧地回忆着这次电击。第二天,科学家把所有小鼠都取出之前所在的房间。两组小鼠大部分时间都是一动不动,不安地回忆起电击的记忆但是当研究人员把老鼠放在不同的房间时,他们发现了很大的不同。

普通老鼠好奇地四处嗅着。被阻止修剪树枝的老鼠另一方面,睡眠期间的大脑突触再次冻结。但是当研究人员把老鼠放在不同的房间时,他们看到了很大的不同。

正常组的老鼠到处都是奇怪的腺体。另一方面,在睡眠中被阻止增加大脑神经元的老鼠又不动了。迪灵博士认为,被注射的老鼠无法将他们的记忆缩小到他们受到电击的特定房间。如果没有伊姆博士的修剪,他们的记忆会变得模糊。

迪林指出,没有静脉注射的老鼠不能增加它们对特定房间的记忆。夜晚没有树荫,他们的记忆终于显得模糊。

在他们自己的实验中,托诺尼博士和他的同事发现修剪并没有影响到每个神经元。五分之一的突触没有变化。有可能这些syna Pses编码了已经建立的记忆,这些记忆应该被锻炼。托诺尼博士和他的同事在他们自己的实验中发现,阴影并不适合每个神经元。

五分之一的神经元没有变化。有可能这些神经元编码的记忆已经被很好地创造出来,不应该被改变。“你可以聪明地忘记,”托诺尼博士说。

“你可以用一种聪明的方式记住它,”托诺尼博士说。其他研究人员认为,新的发现不是突触体内平衡假说的明确证据。其他研究人员警告说,新的发现不能为神经元稳态假说获得决定性的证据。位于斯波坎的华盛顿州立大学睡眠研究员马科斯弗兰克(Marcos G. Frank)表示,很难判断夜间大脑的变化是由睡眠还是生物钟引起的。

位于斯波坎的华盛顿州立大学睡眠问题研究员马科斯弗兰克说:“这是这个领域的一个普遍问题。”很难判断夜间大脑的变化是由睡眠还是生物钟引起的。“这是这个领域的一个广泛问题,”他说。

俄亥俄州睡眠医学研究所的马库斯施密特说,虽然大脑可能会在睡眠期间修剪突触,但他问这是为什么睡眠存在的主要解释。俄亥俄州睡眠医学研究所的马库斯h施密特(Markus H. Schmidt)说,虽然大脑在睡眠时可能会遮蔽神经元,但他批评这是否是睡眠不存在的主要原因。“这项工作很棒,”他谈到新的研究时说,“但问题是,这是睡眠的作用还是功能?”“这项工作非常好,”他谈到这项新研究时说。“但问题是,这是睡眠中的功能之一,还是它的主要功能?”施密特博士指出,许多器官,不仅仅是大脑,在睡眠期间寻求不同的功能。

例如,肠道似乎会产生许多新细胞。施密特博士说,不仅大脑,许多器官在睡眠期间也可能有不同的功能。

比如肠道可能不会产生很多新细胞。托诺尼博士说,新的发现应该会促使我们看看目前的安眠药在大脑中起什么作用。虽然它们可能擅长让人变得更苗条,但也有可能干扰形成记忆所需的prung。托诺尼博士说,新的发现可以帮助人们检查睡眠期间哪些药物在大脑中充分发挥作用。

虽然它们会让人感到困倦,但它们也可能阻断记忆所需的神经元的阴影。托诺尼博士说:“你实际上可能在与自己作对。

”。“你可能只是伤了自己,”托诺尼医生说。未来,睡眠药物可能会准确地针对睡眠中涉及的分子,确保突触得到适当的修剪。

将来,睡眠中的药物可能会准确地拍摄参与睡眠的分子,并确保神经元得到必要的遮荫。托诺尼博士说:“一旦你对基础事实有了一点了解,你就能更好地了解治疗方法。”“一旦你讲述了一些关于复发的基本事实,你就能对化疗有更好的了解。”托诺尼博士说。


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