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L'étude d'UW offre l'épreuve visuelle de la façon dont les synapses de cerveau rétrécissent pendant le sommeil

Les illustrations saisissantes de microscope électronique de l'intérieur des cerveaux des souris proposent ce qui se produit en notre propre cerveau chaque jour : Nos synapses - les jonctions entre les cellules nerveuses - se développent intenses et grandes pendant la stimulation de la journée, puis rétrécissent par presque 20 pour cent tandis que nous dormons, produisant la chambre pour plus d'accroissement et apprenant le next day.

Aujourd'hui publié de quatre ans de projet de recherche en la Science offre une épreuve visuelle directe « de l'hypothèse synaptique d'homéostasie » (TIMIDE) proposée par le jeu rouleau-tambour. Chiara Cirelli et Giulio Tononi du Wisconsin centrent pour le sommeil et la conscience.

Cette hypothèse soutient que le sommeil est le prix que nous payons les cerveaux qui peuvent en plastique et continuer à apprendre des choses neuves.

Quand une synapse est à plusieurs reprises activée pendant le réveil, elle se développe dans la force, et on pense que cet accroissement est important pour apprendre et mémoire. Selon TIMIDE, cependant, cet accroissement doit être équilibré pour éviter la saturation des synapses et l'oblitération de la signalisation neurale et des souvenirs. On pense qu'est le meilleur moment pour ce procédé de renormalisation, depuis si en sommeil nous prêtons beaucoup moins d'attention au monde externe et est le sommeil exempt du « ici et maintenant. »

Quand les synapses deviennent plus intenses et plus efficaces elles deviennent également plus grandes, et réciproquement elles rétrécissent quand elles affaiblissent. Ainsi, Cirelli et Tononi raison pour laquelle un test direct de TIMIDE était de déterminer si la taille des synapses change entre le sommeil et le sillage. Pour faire ainsi, ils ont employé une méthode avec la microscopie électronique à trois dimensions appelée de lecture séquentielle de résolution spatiale extrêmement élevée.

La recherche elle-même était une entreprise massive, avec beaucoup de spécialistes en recherches travaillant pendant quatre années à la photo, reconstruisent, et analysent deux endroits de cortex cérébral dans le cerveau de souris. Ils pouvaient reconstruire 6.920 synapses et mesurer leur taille.

L'équipe délibérément n'a pas su si elles analysaient les cellules du cerveau d'une souris ou bien-posée qui avaient été éveillées. Quand elles finalement « ont déchiffré l'indicatif » et ont marqué les mesures avec la quantité de sommeil que les souris ont eue pendant les six à huit heures avant que l'image a été prise, elles ont constaté que quelques heures de sommeil ont mené en moyenne à une diminution de 18 pour cent de la taille des synapses. Ces modifications se sont produites dans les deux endroits du cortex cérébral et étaient proportionnelles à la taille des synapses.

La graduation s'est produite dans environ 80 pour cent des synapses mais a stocké les plus grands, qui peuvent être associés aux traces de mémoire les plus stables.

« Ceci montre, en termes d'ultrastructure clairs, que le reste de la taille et de la force synaptiques est bouleversé par sillage et est remis par sommeil, » Cirelli dit. « Il est remarquable que l'immense majorité de synapses dans le cortex subissent une si grande modification dans la taille au-dessus juste de quelques heures de sillage et dorment.

Tononi ajoute, « extrapolant des souris aux êtres humains, notre moyen de découvertes qui les trillions de chaque nuit des synapses dans notre cortex pourraient devenir plus minces par presque 20 pour cent. »

L'étude était aujourd'hui publié en la Science avec la recherche du laboratoire de M. Richard Huganir's à l'Université John Hopkins à Baltimore. Cette étude, suivre biochimique et des méthodes moléculaires, confirme la prévision TIMIDE que les synapses subissent un procédé de la réduction pendant le sommeil, et recensent des gènes importants pour ce procédé.