Сон это не период восстановления всего мозга, а только период восстановления синапсов с пластическими свойствами – то есть тех, которые подвержены изменениям при обучении.
Кроме того, во время сна мозг ослабляет межнейронные контакты, чтобы нейроны сохранили способность к восприятию новой информации.
Во время бодрствования в мозге высокая концентрация нейромедиаторов активности (серотонин, норадреналин и т.д.). Возможно, состояние сна – единственная возможность для мозга отдохнуть от них, значительно снизив концентрацию.
Уборка в голове 2 (продукты метаболизма)
Мы знаем, что у нас в организме есть лимфатическая система, но оказывается в мозге есть своя система, которая функционирует сходим образом. Это глимфатическая система – система канальцев между нейронами.
Именно во сне происходит очистка глимфатической системы от продуктов распада, в том числе продуктов метаболизма. Они считаются одной из причин нейродегенеративных заболеваний (деменции).
Как происходит такая «уборка»?
В медленной фазе сна нейроны снижают свою активность, а, следовательно, им не нужно столько кислорода, как во время бодрствования. Поэтому приток крови снижается, а на ее смену приходит волна спинномозговой жидкости – ликвора. Спинномозговая жидкость устремляется внутрь, заполняя пространство, и вымывает продукты жизнедеятельности нервной системы, то есть выводятся накопленные за день продукты распада. Затем фаза медленного сна заканчивается, приходит фаза быстрого сна, нейроны вновь активируются и процесс повторяется.
Структурирование памяти
В фазе глубоко сна гиппокамп структурирует память, перенося полученную за день информацию из краткосрочного в долгосрочное хранение.
Мы знаем, что нейроны общаются друг с другом с помощью синапсов, пропуская электрохимический импульс от нейрона-передатчика к нейрону-приемнику.
Импульс между клетками передается с помощью нейромедиаторов. Нейрон-передатчик выбрасывает нейромедиатор в синаптическую щель, а нейрон-приемник ловит нейромедиаторные молекулы своими рецепторами и генерирует на своей мембране импульс, который бежит дальше. Если рецепторов много, нейроны будут хорошо «слышать» друг друга, если мало, путешествующий по нейронной цепи сигнал начнёт затухать.
Вся нервная деятельность, в том числе память, завязана на синапсы и нервные цепи. Чтобы хорошо что-то запомнить, нужно, чтобы сформировались прочные связи между нейронами. Но если нейроны будут без конца усиливать связи, то это приведёт к информационному беспорядку и истощению самих клеток. В результате обучения и запоминания не получится. Предполагается, что нейроны должны специально ослаблять связи, чтобы поддерживать равновесие между необходимостью помнить старое и усваивать новое.
Известно, что во время бодрствования синапсы всё время усиливаются. Значит, их ослабление, спасающее нервную систему от перегрузки, происходит во сне. Выяснили, что есть специальный белок – Homer1a, который ослабляет синаптические связи во время сна, в зависимости от количества норадреналина в синапсисах. Норадреналин поддерживает организм в бодрствующем состоянии.
Действительно ли ослабление синапсов так нужно для эффективной работы мозга?
Чтобы это проверить провели эксперимент. Мышей сажали в клетку, где по полу время от времени проходил слабый электрический разряд. Естественно, мыши, снова оказавшись в этой клетке, замирали, то есть демонстрировали кратковременный эпизод выученной беспомощности. Затем мыши отправлялись спать, а после сна их снова сажали либо в электрическую клетку, либо в какую-то другую.
