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O estudo de UW oferece a prova visual de como as sinapses do cérebro encolhem durante o sono

As imagens impressionantes do microscópio de elétron do interior dos cérebros dos ratos sugerem o que acontece em nosso próprio cérebro cada dia: Nossas sinapses - as junções entre pilhas de nervo - crescem fortes e grandes durante a estimulação do dia, a seguir encolhem por quase 20 por cento quando nós dormirmos, criando a sala para mais crescimento e aprendendo o next day.

O projecto de investigação de quatro anos publicado hoje na ciência oferece uma prova visual directa “da hipótese synaptic da homeostase” (TÍMIDA) propor pelo afastamento cilindro/rolo. Chiara Cirelli e Giulio Tononi do Wisconsin centram-se para o sono e a consciência.

Esta hipótese sustenta que o sono é o preço que nós pagamos pelos cérebros que podem plásticos e se manter aprender coisas novas.

Quando uma sinapse é activada repetidamente durante o acordo, cresce na força, e este crescimento é acreditado para ser importante para a aprendizagem e a memória. De acordo com TÍMIDO, contudo, este crescimento precisa de ser equilibrado para evitar a saturação das sinapses e a obliteração da sinalização neural e das memórias. O sono é acreditado para ser o melhor momento para este processo de renormalização, desde quando adormecidos nós pagamos muito menos atenção ao mundo externo e está livre do “aqui e agora.”

Quando as sinapses obtêm mais fortes e mais eficazes igualmente tornam-se mais grandes, e inversamente encolhem quando se enfraquecem. Assim, Cirelli e Tononi raciocinaram que um teste directo de TÍMIDO era determinar se o tamanho das sinapses muda entre o sono e a vigília. Para fazer assim, usaram um método com a definição espacial extremamente alta chamada microscopia de elétron 3-D da exploração de série.

A pesquisa própria era um empreendimento maciço, com muitos especialistas da pesquisa que trabalham por quatro anos à fotografia, reconstrói, e analisa duas áreas do córtice cerebral no cérebro do rato. Podiam reconstruir 6.920 sinapses e medir seu tamanho.

A equipe deliberadamente não soube se analisava os neurónios de um rato ou de um bem-descansado que estivessem acordados. Quando finalmente “quebraram o código” e correlacionaram as medidas com a quantidade de sono que os ratos tiveram durante as seis a oito horas antes que a imagem estêve tomada, encontraram que algumas horas do sono conduziram em média a uma diminuição de 18 por cento no tamanho das sinapses. Estas mudanças ocorreram em ambas as áreas do córtice cerebral e foram proporcionais ao tamanho das sinapses.

A escamação ocorreu em aproximadamente 80 por cento das sinapses mas poupou as maiores, que podem ser associadas com os traços de memória os mais estáveis.

“Isto mostra, em termos ultrastructural inequívocas, que o balanço do tamanho e da força synaptic é virado pela vigília e está restaurado pelo sono,” Cirelli diz. “É notável que a grande maioria das sinapses no córtice se submete a uma mudança tão grande em tamanho sobre apenas algumas horas da vigília e se dorme.

Tononi adiciona, “extrapolando dos ratos aos seres humanos, nosso meio dos resultados que os trilhões de cada noite das sinapses em nosso córtice poderiam obter mais magros por quase 20 por cento.”

O estudo foi publicado hoje na ciência junto com a pesquisa do laboratório do Dr. Richard Huganir na Universidade Johns Hopkins em Baltimore. Este estudo, usando métodos bioquímicos e moleculars, confirma a previsão TÍMIDA que as sinapses se submetem a um processo de redução proporcional durante o sono, e se identificam os genes importantes para este processo.