AAAS:睡眠的作用究竟是什么? 突触稳态突触缩小复原20%

顾汉现

睡眠的作用究竟是什么？

2018-02-18 15:43

2018年2月18日 讯 /生物谷BIOON/ --关于睡眠对人体健康的作用的争论已经经历了几十年的时间，人与其它动物在缺乏睡眠的时候回虚弱甚至死亡，但为什么睡眠如此重要呢？

2003年，来自威斯康星睡眠与意识研究中心的心理学家Chiara Cirelli等人提出了"突触稳态假说"，该假说认为睡眠是我们大脑能够保持弹性以及保持学习新事物能力的代价。



（图片来源：CC0 Public Domain）

几年前，研究者们为了寻找支持这一假说的论据，开展了一项维持四年的研究。在2017年发表在《Science》杂志上的一篇文章中，作者提供了支持这一假说的直接证据。而最近来自威斯康星大学医学与公共健康学院的教授Chiara Cirelli又对这一研究进行了扩展，相关结果在最近召开的AAAS年会上得到了展示。

电子显微镜照片通过展示小鼠大脑内部的结构，提供了大脑每天活动的情况：我们的突触，即神经元之间的链接，能够在白天接受刺激之后变得又大又强，而在睡眠的时候突触又会缩短20%，从而为第二天的进一步生长与学习提供空间。

制作与拍摄图像时作者并不清楚样本来源的小鼠处于清醒还是睡眠的状态，但当他们最终破译这一"密码"并且将其与以往的图片对应之后，作者们发现小鼠睡眠阶段突触的长度相比清醒阶段会小18%左右。这一现象在大脑皮层的各个部位都存在。

这一结果进一步验证了"突触稳态假说"，即睡眠的作用之一是为了调节突触的强度。（生物谷Bioon.com）

资讯出处：To sleep, perchance to forget
https://medicalxpress.com/news/2018-02-perchance.html

http://news.bioon.com/article/6717735.html



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http://www.kaseisyoji.com/forum.php?mod=forumdisplay&fid=10

顾汉现

软件译:

睡觉，偶尔忘记

2018年2月17日，威斯康星大学麦迪逊分校 Susan Smith

睡觉
信用：CC0 Public Domain

睡眠科学的争论已经持续了一代人。人和其他动物如果被剥夺了睡眠，就会生病并死亡，但为什么睡眠如此重要？
威斯康星州睡眠和意识中心的精神病学家Chiara Cirelli和Giulio Tononi在2003年提出了“突触平衡假说”（SHY）。这个假说认为，睡眠是我们为塑料并且能够继续学习新事物而付出的代价。
几年前，他们全力进行为期四年的研究工作，可以为他们的理论提供直接的证据。
2017年2月在科学杂志上发表的结果为SHY提供了直观的视觉证据。威斯康星大学医学与公共卫生学院教授Cirelli今天在美国科学促进会年会上（2018年2月17日）对这项研究进行了扩展。
从小鼠脑内触发的电子显微镜照片显示了我们每天在自己的大脑中发生的事情：我们的突触 - 神经细胞之间的连接 - 在白天刺激下生长强壮，然后在睡眠时缩小近20％为第二天的增长和学习创造空间。
一大批研究人员将小鼠的大脑切开，然后用扫描电子显微镜拍摄，重建和分析大脑皮层的两个区域。他们能够重建6,920个突触并测量它们的大小。
研究小组故意不知道他们是在分析一只休息良好的老鼠的脑细胞，还是一个已经醒来的老鼠的脑细胞。当他们最终“打破了密码”并将测量结果与拍摄前6到8小时期间小鼠的睡眠量相关联时，他们发现睡眠几个小时的平均睡眠时间减少了18％突触的大小。这些变化发生在大脑皮层的两个区域，并与突触的大小成正比。
这项研究是重大新闻。它被约翰霍普金斯大学的一项研究支持，该研究分析了大脑蛋白质，以证实SHY预测睡眠的目的是缩小突触。
对于Cirelli而言，这项研究是一场巨大的赌博，并取得了成功。但她并没有倚靠她的桂冠。她的实验室现在正在研究新的大脑区域，并在幼鼠的大脑中了解睡眠在大脑发育中的作用。

https://medicalxpress.com/news/2018-02-perchance.html



睡眠研究高分辨率图像显示大脑在睡眠过程中如何复位

2017年2月2日，威斯康星大学麦迪逊分校

UW睡眠研究高分辨率图像显示大脑在睡眠过程中如何重置



博士。Cirelli，前景和Tononi，右边，用扫描电子显微镜研究一个老鼠大脑的图像，然后离开。本周在科学杂志上发表的研究分析了数千幅这些图像。信用：John Maniaci / UW Health

来自小鼠大脑内部的电子显微镜照片显示了我们每天在自己的大脑中发生的事情：我们的突触 - 神经细胞之间的连接 - 在白天的刺激下生长强壮，然后在睡眠时缩小近20％，创造第二天有更多增长和学习的空间。

今天在科学杂志上发表的为期四年的研究项目为Drs提出的“突触平衡假说”（SHY）提供了直接的视觉证明。威斯康星州睡眠和意识中心的Chiara Cirelli和Giulio Tononi。

这个假设认为，睡眠是我们付出的代价，因为大脑是塑料的并且能够不断学习新事物。

当突触在醒来期间被反复激活时，其强度会增加，并且这种增长被认为对于学习和记忆是重要的。据SHY表示，这种增长需要平衡以避免突触的饱和以及神经信号和记忆的消除。睡眠被认为是重新正常化过程的最佳时间，因为睡眠时我们对外部世界的关注较少，并且不受“此时此地”的影响。:

https://medicalxpress.com/news/2 ... s-brain-resets.html



跨越唤醒/睡眠周期的突触缩放的超微结构证据
Luisa de Vivo 1，米歇尔Bellesi 1，2，威廉马歇尔1，Eric A. Bushong 3，标记H. Ellisman 3，4，Giulio Tononi 1，*，Chiara Cirelli 1，*
查看所有作者和从属关系
科学  2017年2月3日：
卷。355，Issue 6324，pp。507-510
DOI：10.1126 / science.aah5982
文章

您正在查看摘要。

睡眠期间突触重塑
动物清醒时的一般活动和信息处理驱动突触强化。这与睡眠期间突触减弱相抵触（参见Acsády的Perspective）。De Vivo 等人。使用串行扫描电子显微镜重建小鼠大脑中的轴突 - 脊柱界面和脊柱头部体积。他们观察到睡眠后界面大小显着减少。弱突触发生最大的相对变化，而强烈的突变保持稳定。Diering 等人 发现突触在突触谷氨酸受体在睡眠 - 觉醒周期中发生变化，由立即早期基因Homer1a驱动。在清醒的动物中，Homer1a积聚在神经元中，但被高水平的去甲肾上腺素排除在突触之外。在睡眠开始时，去甲肾上腺素水平下降，使Homer1a移动到兴奋性突触并驱动突触减弱。

科学，这个问题p。457，p。507 ; 另见p。511
抽象
假设在整个学习期间突触强化和弱化平衡以避免失控增强和记忆干扰。然而，充满活力和信息的考虑表明，增强应该主要发生在唤醒时，当动物学习时，抑郁症应该在睡眠期间发生。我们使用三维电子显微镜在小鼠运动和感觉皮质中测量了6920个突触。睡眠后，轴突 - 脊柱界面（ASI）下降约18％。这种下降与ASI大小成正比，这是缩放的指示。缩放具有选择性，节约的突触很大，缺乏回收的内涵体。脊柱头部体积也出现了类似的缩小，这表明区分较弱的塑性突触（〜80％）和较强，更稳定的突触。这些结果支持睡眠的核心功能是通过唤醒增加整体突触强度来重新归一化的假设。:

http://science.sciencemag.org/content/355/6324/507