Memory Lapses Linked To Brain Cells Napping

{h1}

Enkelvoudige neuronen gaan in een slaap-achtige toestand in een anders wakker maar slaaparme hersenen, vindt een nieuwe rattenstudie.

Als je boven je bedtijd blijft, ben je misschien niet zo wakker als je denkt dat je bent. Een nieuwe studie van ratten zonder slaap vindt dat sommige hersencellen van dieren in een "uit" -toestand gaan zelfs als de ratten actief en schijnbaar alert blijven.

Deze neurale "dutjes" hebben een prijs: ratten die ze hebben ervaren werden erger bij het reiken naar een suikerkorrel met een enkele poot. De bevindingen kunnen enkele geheugenverliespunten verklaren die optreden, zelfs wanneer u zich niet moe voelt, studeerde onderzoeker Chiara Cirelli, een psychiater aan de Universiteit van Wisconsin, Madison School of Medicine en Public Health, in een verklaring.

"Nog voordat je je vermoeid voelt, zijn er aanwijzingen in de hersenen dat je bepaalde activiteiten moet stopzetten die alertheid vereisen," zei Cirelli. "Specifieke groepen neuronen kunnen in slaap vallen, met negatieve gevolgen voor de prestaties."

Cirelli en haar collega's rapporteerden hun resultaten vandaag (27 april) in het tijdschrift Nature.

Nacht voor neuronen

Het belang van slaap op prestaties is bekend. Een studie, gepubliceerd in maart 2011 in het tijdschrift Current Biology, vond dat een dutje doen voorafgaand aan het onthouden van informatie kan verbeteren hoe goed je onthoudt wat je hebt geleerd. En wanneer mensen lang genoeg niet slapen, beginnen ze "microsleeps" of drie tot vijftien seconden perioden van plotselinge slaap te ervaren - duidelijk een gevaarlijke situatie voor chauffeurs en anderen die taken uitvoeren die alertheid vereisen, schreven Cirelli en haar co-auteurs. Maar de nieuwe studie met ratten suggereert dat braindrain kan beginnen lang voordat deze microsleeps optreden.

Cirelli en haar collega's implanteerden sondes in de hersenen van 11 volwassen ratten. De sondes maten de elektrische activiteit van neuronen in de frontale cortex, het gebied van de hersenen dat zich achter mensen in het menselijk hoofd bevindt. De onderzoekers beroofden de ratten vervolgens vier uur lang van hun slaap, leidden hen af ​​met nieuw speelgoed en filmden ze om er zeker van te zijn dat ze wakker bleven. Vier uur slaapgebrek is niet veel voor een rat, vertelde Cirelli aan WordsSideKick.com.

"Het zou waarschijnlijk net zo zijn als een nacht of zelfs minder van ontbering voor een mens," zei ze.

Naarmate de vier uren vorderden, ontdekten de onderzoekers, gebeurde er iets vreemds in het brein van de rat. Kleine stukjes neuronen begonnen stil te worden en gedroegen zich alsof ze in slaap waren in plaats van in een wakkere hersenen. Maar de rest van de monitoring liet zien dat de hersenen wakker waren - en de ratten waren de hele tijd open ogen en actief.

"Deze activiteit gebeurde in enkele cellen," zei Cirelli. "Van de 20 neuronen die we in één experiment hebben gevolgd, bleven er bijvoorbeeld 18 wakker. Van de andere twee waren er tekenen van slaap - korte perioden van activiteit afgewisseld met perioden van stilte."

Deze periodes van neurale stilte kwamen vaker voor naarmate de ratten langer wakker bleven en meer dan 57 procent namen van het eerste tot het vierde uur van slaapgebrek.

Hoe langer ratten wakker bleven, hoe vaker hun neuronen in slaap vielen.

Hoe langer ratten wakker bleven, hoe vaker hun neuronen in slaap vielen.

Krediet: Vladyslav Vyazovskiy

De onderzoekers testten nog eens negen ratten, dit keer met het inbrengen van sondes in de wandbeenkwabben van de dieren, het gebied naar de bovenkant van het hoofd. Nogmaals, ze zagen een patroon van steeds slaperiger wordende neuronen.

Slaap beroofd en worstelt

Om te testen of de perioden van neuronale stilte de dieren beïnvloedden, leidde het onderzoeksteam acht ratten op om een ​​taak uit te voeren waarbij ze met een poot naar een stuk suiker moesten reiken. Ze ontdekten dat als een neurale nap optrad in de frontale cortex 300 tot 800 milliseconden voordat de rat de reikende taak probeerde uit te voeren, de ratten 37,5 procent meer kans hadden om te vallen of de pellet te missen wanneer ze er voor grepen dan wanneer er geen off-periode was. Bovendien werden de ratten die door slaap waren beroofd steeds erger en erger met het grijpen van de suiker naarmate ze langer wakker bleven.

Cirelli zei dat neuronale stille perioden en daarmee gepaard gaande prestatiedalingen waarschijnlijk bij mensen zullen voorkomen.

"Op basis van wat we nu weten over slaap bij knaagdieren versus mensen... hebben we weinig reden om eraan te twijfelen dat zoiets bij mensen gebeurt," zei ze.

De connectie tussen neuronale stille perioden en verminderde prestaties is nog steeds 'speculatief', schreef Christopher Colwell, een slaaponderzoeker aan de Universiteit van Californië, Los Angeles, in een bij de krant gevoegd redactioneel commentaar. (Colwell was niet betrokken bij het onderzoek.) Toch schreef hij dat de mogelijke relatie verder moet worden getest, misschien door neuronen bewust in slaap te laten vallen en op gevolgen te testen.

De bevindingen openen nieuwe vragen over de aard van slaap, schreef Colwell.

"Is het gepast om te denken aan enkele neuronen als zijnde in slaap terwijl de hersenen wakker zijn?" Hij schreef. "Als dat zo is, zullen de fysiologische mechanismen die de 'aan' en 'uit' toestanden regelen nader moeten worden bekeken."

Cirelli en haar collega's zijn van plan om slaaparme ratten op andere taken te testen terwijl ze worden gecontroleerd op neuron-dutjes. Vergelijkbare studies zouden op mensen kunnen worden uitgevoerd, zei Cirelli, maar alleen als ze om medische redenen al elektroden in hun hersenen hadden geïmplanteerd. Sommige epilepsiepatiënten hebben tijdelijke elektrode-implantaten, zei ze, die worden gebruikt om de oorzaak van hun aanvallen aan te wijzen. Sommige van deze patiënten zijn ook slaap beroofd in een poging om aanvallen te triggeren en te traceren, zei ze.

"Deze patiënten ondergaan hoe dan ook slaaptekort om klinische redenen, en daarom zouden we ze kunnen bestuderen om erachter te komen of dit fenomeen bij mensen plaatsvindt," zei ze.

In de tussentijd zei Cirelli dat het loont om de slaap serieus te nemen.

"Er zijn gevolgen van slaapgebrek, zelfs voordat er duidelijke tekenen zijn," zei ze.

Je kunt volgen WordsSideKick.com senior schrijver Stephanie Pappas op Twitter @sipappas. Volg WordsSideKick.com voor het laatste nieuws over wetenschap en ontdekkingen op Twitter @livecience and aan Facebook.


Video Supplement: What Happens To Your Body And Brain If You Don't Get Sleep.




Onderzoek


God Help Ons? Hoe Religie Goed (En Slecht) Is Voor Geestelijke Gezondheid
God Help Ons? Hoe Religie Goed (En Slecht) Is Voor Geestelijke Gezondheid

Zwak Punt In Herpes-Virus Kan Leiden Tot Behandeling
Zwak Punt In Herpes-Virus Kan Leiden Tot Behandeling

Science Nieuws


Waarom Zijn Oren Zo Vreemd Gevormd?
Waarom Zijn Oren Zo Vreemd Gevormd?

70 Procent Van De Volwassen Internetgebruikers Bekijkt Video'S Online
70 Procent Van De Volwassen Internetgebruikers Bekijkt Video'S Online

Lava Flow Uit De Vulkaan Kilauea In Hawaï Versnelt
Lava Flow Uit De Vulkaan Kilauea In Hawaï Versnelt

Opioïden Na Operatie: Welke Patiënten Niet Stoppen Wanneer Ze Dat Zouden Moeten
Opioïden Na Operatie: Welke Patiënten Niet Stoppen Wanneer Ze Dat Zouden Moeten

Mammoet Of Mastodon: Wat Is Het Verschil?
Mammoet Of Mastodon: Wat Is Het Verschil?


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com