睡眠的神秘科学

我们的大部分身体功能和日常过程都是很好理解的我们很好地掌握了为什么心脏跳动,为什么我们需要呼吸以及我们肾脏的目的同样不能说睡觉尽管花费了我们近三分之一的心脏睡着了,睡眠的基本功能仍然是个谜我们确实理解当我们无法入睡时会发生什么我们的认知能力下降,我们的情绪恶化,如果失眠时间足够长,可能会出现精神病行为如果不允许睡觉,大鼠实际上会在大约三周内死亡然而,这些研究很少告诉我们睡眠的真正生物学作用

为什么这个星球上几乎所有的生物都必须睡觉有很多提议的解释有些人认为睡眠是进化的我们对睡眠科学的理解随着时间的推移变得越来越复杂现在,专家普遍同意睡眠是关于大脑的,有助于最大限度地发挥大脑功能有两种假设具有最科学的支持:第一种假设认为睡眠的一种功能可以是调节一种名为腺苷的分子(1,2)与磷结合的腺苷是能量的主要来源,它可以使细胞正常运作随着细胞的活跃和随着时间的推移而放电,分子中存在腺苷的积累

大脑中的某些神经细胞(神经元)被观察到非常活跃(频繁发射)在睡眠期间变得不那么活跃或在睡眠期间变得完全沉默一个例子是基底前脑中的神经元这些神经元连接到大脑中的许多其他神经细胞,并且被认为至少部分地决定了有机体(人或动物)是否清醒(基底前脑神经元活跃)或睡眠(神经元活动性较低或沉默)促进这一假设的研究者认为,基底前脑神经元活跃于t ime(觉醒),腺苷在细胞外累积并最终结合细胞表面的受体(称为A1受体),抑制细胞活动(产生睡眠)

脑细胞长时间活跃于细胞当然,这种腺苷的积累提供了让细胞(和生物体)休息的机制至少有两行证据支持这一假设首先,如果在基底前脑中持续监测腺苷水平,它们会在清醒过程中稳定上升

在睡眠期间摔倒,暗示睡眠对于调节这种分子很重要(1)其次,咖啡因是世界上使用最广泛的兴奋剂,是一种腺苷拮抗剂

这意味着咖啡因阻断了腺苷“关闭”这些的能力细胞和促进睡眠因此,你保持清醒或接受短暂的能量爆发第二个假设是完全不同的,并侧重于突触 - 大脑神经细胞之间的联系( 3,4)根据这种思路,这些突触的净强度在一天中稳定地累积(觉醒)在醒来时,你的细胞必须通过加强细胞之间的联系来学习新功能例如,如果我们学习如何在白天执行任务,许多突触加强,一些新突触可能在大脑的特定区域形成这有助于建立记忆然而,通过加强突触学习是有代价的;更强的突触需要维持能量,在细胞表面占据更多空间,消耗细胞运作所需的供应,并最终使学习能力饱和因此,每天必须减少连接并恢复到基线水平或重要的细胞和大脑过程可能会受到影响睡眠是一个理想的时间,因为大脑“脱机”并且没有发生新的学习,这种突​​触可以被修剪这就是白天形成的新记忆与老年人的记忆相结合,大脑可以弄清楚哪些突触更重要,减少或消除其他突发支持这一假设的充分证据表明突触在白天积累并在睡眠期间减少(34)此外,研究表明在睡眠期间发生的一种独特的大脑活动,称为慢波,在已经发生学习的非常特定的大脑区域变得特别强烈,可能表明睡眠期间的突触修剪(4) 很可能没有一个单一的睡眠功能,但多个神经过程只有在大脑与环境大部分脱离时才会发生虽然我们对睡眠科学的理解在不断增长,但仍然需要就需求达成强烈共识晚安休息参考文献:1)Porkka-Heiskanen T,Strecker RE,Thakkar M,Bjorkum AA,Greene RW,McCarley RW Adenosine:长时间觉醒的睡眠诱导效应的中介科学1997年5月23日; 276(5316) :1265-8 2)Basheer R,Strecker RE,Thakkar MM,McCarley RW Adenosine and sleep-wake regulation Prog Neurobiol 2004 Aug; 73(6):379-96 3)Massimini M,Ferrarelli F,Huber R,Esser SK, Singh H,Tononi G睡眠时皮质有效连接的分解科学2005年9月30日; 309(5744):2228-32 4)Huber R,Ghilardi MF,Massimini M,Tononi G本地睡眠和学习性质2004年7月1日; 430(6995) ):78-81更多来自David White博士,请点击这里有关睡眠的更多信息,请单击此处

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