Почему происходит отмирание клеток головного мозга и каковы последствия атрофии. Мозг человека, который мало спит, может убить его Что в мозгу во время сна

Сон – это состояние покоя, которое сопровождается уменьшением интенсивности некоторых физиологических процессов и наступает обычно через равные промежутки времени. Такое определение сна дают медики. Ученые очень давно ведут исследования на тему, как сон действует на отдельные системы органов и на организм в целом.

Все знают, что сон в целом очень полезен для человеческого организма – это и успокоение нервной системы, и вырабатывание разных гормонов, и переключение различных систем действия мозга, и полное релаксация мышечной системы, и пополнение клеток головного мозга, и многое другое. Но сейчас мы рассмотрим как сон способствует работе мозга человека.

Сон способствует восстановлению клеток мозга

Вначале нужно сказать, что сон способствует восстановлению клеток мозга . В Висконсинском университете ученые доказали, что в период сна стимулируются гены, которые отвечают за выработку миелина – защитной оболочки нейронов.

Он увеличивает быстроту транслирования информации промеж нервными клетками. Если его недостаточно могут появится аутоиммунные заболевание и склероз. Сон влияет на олигодендроциты – клетки мозга, составляющие миелин, также берут участие в метаболизме нейронов. Эти выводы удалось сделать наблюдая за подопытными грызунами. Когда крысы спали у них увеличивалось создание клеток – предшественниц олигодендроцитов, а во время бодрствования подключались гены, которые контактировали с стрессом.

Профессор Вэнь-Бяо Ганн из Нью-Йорского университета рассказал, что исследования, проведенные им на грызунах показали как работает усвоение информации в стадии быстрого и медленного сна, как обрабатывается и воспроизводится вся информация, полученная за день. Выяснилось, что это очень значительный и активный процесс, который ученые не осознали до конца.

Очистка от токсинов

Также ученые заявляют, что еще есть одна неизвестная ранее причина потребности и необходимости сна – очистка мозга от токсинов . В период сна происходит обмывание мозга мозговой жидкостью. Этот процесс непрерывный, но во время сна более активный.

Такие исследования проводились в медицинском центре университета Рочестера. Наш мозг использует сон как возможность очистки от токсинов, накопленных за день. В прошлом году были открыты глимфатичные системы – основная их функция – выведение вредных веществ. Интересным фактом является то что болезнь Паркинсона и Альцгеймера, которые приводят к потере клеток мозга и сопутствуют появлению в сосудах мозга бляшек из токсичных белков, по мнению ученых, имеют отношение к механизму очищения мозга.

Обновление клеток головного мозга

Еще один немаловажный плюс сна – во время сна обновляются клетки головного мозга . Сон увеличивает вырабатывание клеток, какие в будущем составляют мозговой материал. Он обороняет структуру головного мозга. Миелин выполняет «ремонт» мозга и защищает людей от появления таких болезней, как рассеянный склероз или слабоумие.

Особенно воспроизведение миелина вырабатывается в фазах быстрого сна, но все же это еще зависит от генных свойств. Также ученые установили, что если недосыпание становится хроническим, то иммунная система начинает разрушать миелин . А он окружает нервные окончания в головном мозге.

Ученые Калифорнийского университета рассматривали, как в период сна мозг человека ведет борьбу с негативными воспоминаниями .

Механизм борьбы со стрессом заложен во время сна, где происходят химические процессы, которые и помогают нам преодолеть стресс и одолеть плохие воспоминания.

Во время эксперимента людей разделили на две группы и демонстрировали им изображения, они должны были вызвать разные эмоции. Потом одной группе обследуемых дали несколько часов поспать, а другую группу лишили сна. Пока люди спали, ученые определяли циркуляцию крови в головном мозге при помощи МРТ.

Обнаружили, что активность в отделах мозга, которые связаны с , была гораздо ниже, чем в участках мозга, которые отвечали за логику. Когда потом, обследуемым, продемонстрировали те же картинки второй раз, их реакция не была такой бурной. Другие участники, которые не спали, значительно эмоциональнее отреагировали на снимки и во второй раз. Ученые выяснили, что это связано с химическими преобразованиями, которые были у обследуемых в период фазы быстрого сна.

О пользе дневного сна

Еще можно несколько слов сказать на защиту дневного сна, его пользы для человека. Во первых человек, который отдыхает, лучше работает.

Дневной сон улучшает трудоспособность, концентрацию внимания, восстанавливает силы, улучшает настроение. Те участники эксперимента в Калифорнийском университете, которые спали днем 1,5 часа, показали лучшие результаты при сдаче тестов и экзаменов, чем те участники, которые от дневного сна отказались.

Хотелось бы вспомнить, что для полного отдыха и расслабления человеку требуется спать 9 часов в сутки, но почти все, в большинстве случаев спят 7 – 8 часов. Эффективнее мозг отдыхает с 22.00 до полуночи. Если человек не выспался, то пользы от такого сна мы не получим. Сон менее 5 часов и более может вызывать бессонницу и быть причиной некоторых заболеваний.

Некоторые люди спят, наоборот, больше количество времени, чем рассчитано нормой, но этого делать не рекомендуется, поскольку это может быть основой для возникновения таких болезней как диабет, ожирение, могут быть частые головные боли и бессонница.

Интересным также является то, что человек может не спать, по мнению ученных 5 суток, потом он может погибнуть. Но были в истории случаи, которые были рекордными, когда человек не спал 19 суток. Что, конечно же, подтверждает позитивное влияние сна на все физиологические процессы в организме.

И в завершении , узнав о пользе сна , хочется всем пожелать крепких и приятных снов в комфортных условиях, чтобы потом отдохнувшими и полными сил и энергии приступить к покорению новых вершин.

Опубликованное в журнале Current Biology, говорит о том, что мозг более чем способен принимать решения во время сна. Участников этого исследования просили сортировать слова на две категории нажатием кнопки, причем во время испытаний позволялось уснуть. Однако эксперимент продолжился и во сне — мозг участников был способен принимать решения даже после того, как организм погружался в сон.

2. Сортирует воспоминания

Во сне мозг обрабатывает новые воспоминания, проверяет связи со старыми, и сортирует память так, чтобы человек не забывал нужные моменты. По словам доктора Мэтью Уокера из Калифорнийского университета, если человек занимается фортепиано после после здорового сна и в следующую ночь спит еще восемь часов, то пройденное на уроке воспроизводится им на 20−30% лучше, чем при проверке знаний сразу же по окончании занятий.

3. Создает ассоциации

Во время сна мозг строит ассоциативные связи между, казалось бы, не связанными между собой вещами. Это может привести к появлению необычных идей или углубленному пониманию окружающего мира. Поэтому возникающие порой в голове неожиданно оригинальные идеи не так уж и спонтанны.

4. Избавляется от токсинов

Серия исследований показывает , что во сне мозг мышей очищается от нейродегенеративных клеток и токсинов, увеличение концентрации которых может привести к развитию болезней Альцгеймера и Паркинсона.

5. Обучается физическому труду

Во время фазы быстрого сна новая информация о двигательной функции организма передается из коры головного мозга, отвечающей в том числе за моторику, в височную долю. Это помогает нам «осмысливать» и эффективнее выполнять задачи, касающиеся физической активности.

Мозг использует периоды сна для того, чтобы избавиться от токсинов, накопившихся в нем в течение дня.

Группа американских ученых полагает, что этот механизм является одной из основных причин сна. Они обнаружили, что во время сна нейроны уменьшаются в размерах и между ними возникают пространства, которые заполняются мозговой жидкостью.

Ученые также высказывают предположение, что нарушения в механизме удаления токсичных белков могут иметь отношение к возникновению болезней мозга.

Биологов уже давно интересует вопрос о том, почему все животные погружаются в сон, несмотря на то что это делает их более уязвимыми для хищников.

Известно, что сон играет важную роль в формировании воспоминаний и обработке усвоенной информации, однако ученые из медицинского центра при университете Рочестера пришли к выводу, что одной из главных функций сна может быть очищение мозга.

Мозг обладает ограниченным количеством энергии, и похоже, что он должен выбирать между двумя различными функциональными состояниями - бодрствованием или сном - говорит доктор Майкен Недергаард, одна из исследователей.

Результаты наблюдений ученых основаны на открытии в прошлом году так называемой глимфатической системы, которая действует в мозгу специально для удаления вредных веществ.

Ученые, которые сканировали мозг мышей, обнаружили, что во время сна глимфатическая система увеличивает свою активность в 10 раз, передает ВВС.

Клетки мозга - возможно, глиальные клетки, которые окружают и поддерживают нейроны, - съеживаются во время сна. Это приводит к увеличению межклеточного пространства в веществе мозга, что в свою очередь усиливает приток жидкости, которая выносит из мозга токсины.

По словам доктора Неделигаарда, этот механизм является критически важным для нормального функционирования мозга, однако он может работать только в периоды сна.

Пока это только предположение, но похоже, что мозг тратит массу энергии на прокачивание жидкости через свои ткани, а это несовместимо с обработкой информации, - говорит она.

По ее словам, истинное значение этих результатов станет очевидным только после исследований на людях, и проведение подобных экспериментов с использованием магнитно-резонансной томографии относительно несложно организовать.

Многие дегенеративные заболевания головного мозга, ведущие к утрате его клеток - как, например, болезни Альцгеймера и Паркинсона - сопровождаются формированием в сосудах мозга бляшек, состоящих из токсичных белков.

Исследователи считают, что к возникновению таких заболеваний имеет отношение механизм очистки мозга, но подчеркивают, что необходимы новые исследования.

Как работает мозг во время сна

Каждый человек примерно треть своей жизни проводит во сне. Всё, чем занимался весь день, какие события происходили, с какими людьми общался, какие задачи - лёгкие или неразрешимые ставил перед собой, что предстоит в ближайшем будущем ещё сделать - всё это и ещё многое другое переваривает и расставляет по своим местам наш мозг во время сна. Даже ту информацию, которую вы в течение дня забыли. Оказывается, что в это время наш мозг не отдыхает, а очень даже активен. Как работает мозг во время сна?

Я помню ещё со школьных времён, как на уроки литературы задавали выучить наизусть большие отрывки прозы из литературных произведений. Это тебе не стихотворение, ну никак не запоминается. Пока мама не посоветовала мне на ночь начитывать прямо из книги текст и ложить книгу под подушку. И так несколько ночей подряд до самого урока литературы. На уроке вызывает меня самую первую учительница рассказывать отрывок, а у меня страх, что я ничего не помню. И вдруг не понятно откуда из какой-то ячейки памяти сами собой появляются строчки заданного произведения и я рассказываю без запиночки весь отрывок. То же самое было и в институте во время экзаменов, когда долго и упорно готовишься, уставший ложишься спать с чувством, что ничего не помнишь, а на экзамене откуда-то всплывает в голове правильный ответ.

Ученые выяснили, что во время сна в мозгу появляется система, защищающая полученную информацию. Причём, особенно ту информацию, которая была подана с эмоциональными переживаниями.

Кроме того, что мозг не упускает ничего из полученного и увиденного нами за день, он самостоятельно выстраивает в логические цепочки всё то, что днём казалось не решаемым, поэтому мы наутро кажемся себе мудрее, чем были вчера. Вот откуда одна из первых русских пословиц «Утро вечера мудренее», использованная во многих народных произведениях. Эта простая народная мудрость, оказывается, имеет довольно серьезное научное подтверждение. Во время сна новая информация в мозг не поступает, а уже полученная проходит обработку мозгом с использованием хронологического упорядочения ваших событий и анализа с помощью вашего уже накопленного жизненного опыта. Вам наверняка известно из школьного курса по химии, что Дмитрию Ивановичу Менделееву его Периодическая таблица химических элементов приснилась во сне.

Получается, спит человек, отдыхает, а мозг его в это время непрерывно работает, человек не просто восстанавливает силы, но и видит сны. Ученые доказывают, что все теплокровные животные, даже некоторые птицы, тоже во сне видят сны. По их мнению, это процесс перезагрузки человеческого мозга, во время которого вся ненужная информация «выбрасывается», а важная на утро будет вам подана вашим мозгом как единственно правильная, отфильтрованная и упорядоченная им во время сна.

Если вам приснился не цветной и радужный сон, а какая - нибудь страшилка, это тоже один из результатов работы мозга во сне - реакция на ваши стрессы и страхи. Такой сон призывает обратить внимание на какой-то важный момент жизни.

Но пусть работа вашего мозга во время сна будет направлена на переработку только позитивной, радостной информации, и пусть вам снятся только радужные сны.

Во время сна мозг работает с большей активностью

Ученые Университета Калифорнии доказали, что головной мозг во время сна, работает с большей активностью, словно что-то вспоминает, например, информацию, которую ему дали опытные преподаватели, когда он проходил курсы налоговых консультантов.

Американскими учеными также было проведено несколько научных исследований, в области работы головного мозга человека во время сна. Исходя из этого, ученые пришли к общему мнению, что во время сна вызванного анестезией, мозг человека активно работает. Его активность напрямую связана с воспоминаниями каких-либо событий.

Для более подробного изучения головного мозга, американские ученые исследовали поведение некоторых нейронов мозга, которые по своей природе, включены в процесс формирования памяти.

Благодаря современной технике, специалисты смогли изучить активность отдельно выбранных нейронов головного мозга, а также они определили в какой именно момент, начинается наибольшая активная работа мозга.

Это исследование возглавлял профессор нейрофизики Маянк Р.Мета. проводились на лабораторных мышах. На протяжении всего исследования ученые смогли изучить механизмы, которые проходят в новых и старых центрах головного мозга, гиппокамп и неокортекс.

Немногим ранее, предыдущие исследования показывали, что связь между новыми и старыми центрами головного мозга считается критичной для формирования памяти во сне. Сегодня новые результаты исследования показывают обратное. Функция формирования памяти во время сна характеризует одинаковое воздействие на обе части головного мозга.

Ученые обнаружили в коре головного мозга нейроны, которые активизируются во время так называемого медленного сна. Это открытие может помочь в поисках средств от бессонницы и некоторых неврологических расстройств, считают авторы исследования.

Дмитрий Геращенко из Медицинской школы Гарварда и его коллеги в экспериментах с животными обнаружили группу клеток коры мозга, которые активны во время спонтанного или вынужденного сна, связанного с длительной невозможностью заснуть. Они выявили специфический тип нейронов коры, которые вырабатывают оксид азота - вещество, регулирующее поток крови в мозге. Как установили авторы статьи, эти нейроны активны во время медленного сна в коре мозга мышей, крыс и хомяков.

Медленный сон - одна из фаз сна, на которую приходится около трех четвертей его длительности, это фаза самого глубокого сна. Ранее выдвигались гипотезы, что эта стадия связана с восстановительными функциями сна, а также со способностью к обучению. Группы нейронов, которые активны во время сна, были ранее обнаружены в гипоталамусе и переднем мозге. Однако до сих пор роль клеток коры мозга во время медленного сна оставалась неясной, так как предполагалось, что они находятся в покое во время этой стадии.

Сейчас написано огромное количество публикаций касающихся работы мозга во сне. Всё это ужасно сложно, все эти фазы сна, мозговые волны. В последнее время меня всё чаще волнует разрастающаяся пропасть между реальным миром и миром снов. Подобные мысли бродили во мне и искали повод выйти на страницы моего блога. Поводом послужила прочтённая мною на днях публикация.

То, что в раннем детстве для нас практически не существует разницы между сном и бодрствованием, думаю, знают все. Почему же имеет место такое явление. Тут всё дело в мышлении, точнее в его месте. В детстве мы почти полностью мыслим правым полушарием. Познание мира происходит посредством образов. Поэтому детские воспоминания по своей структуре так похожи на сны.

Как я уже писал ранее, постепенно взрослея, нас учат мыслить готовыми понятиями, определениями, которыми набивают наш мозг. Именно в этом вся беда и опасность левополушарного мышления. Как следствие мы наблюдаем асимметрию нашего мозга. Наше левое полушарие оказывается перегружено за время дневной работы. Что бы как-то выровнять ситуацию, в то время когда наше левое полушарие спит, на сцену выходит правое полушарие и мы погружаемся в мир образного мышления.

Все те образы, которые мы наблюдаем в течение дня, полностью перехватываются правым полушарием. От него не ускользает ни одна деталь. Мышление образами отличается от мышления понятиями тем, что окружающий мир воспринимается таким, какой он есть. При таком способе восприятия невозможно упустить ни одну деталь.

Подобная работа мозга во время сна открывает нам безграничные возможности. Вся беда в том, что мы практически отучились понимать образное мышление мы снова пытаемся интерпретировать его в рамках известных нам понятий сразу после пробуждения. В этом и заключается ошибка всех сонников и толкователей снов. Правое полушарие работает на нас, вот только понять его речь нам трудно.

В свете всех этих рассуждений остаётся непонятно, как на основании дневных образов во сне мы способны видеть будущее Вероятно, в течение дня нас постоянно окружают так называемые путеводные знаки, по которым легко предугадать исход всех событий.

То, что мы всё это видим во сне лишний раз подтверждает нашу невнимательность и зацикленность на мелочных проблемах дня. Выходит, правы те, кто утверждает, что настоящее прошлое и будущее существуют одновременно? А может это магнитное поле Земли так влияет на наш разум?

Источники: www.rosbalt.ru, www.realfacts.ru, www.trental.ru, www.sunhome.ru, hronist.ru

10 октября 2012 г.: Исследователи из Лос-Анджелеса, США, впервые измерили активность того отдела мозга спящего человека, который отвечает за обучение, память, а также болезнь Альцгеймера. В результате обнаружилось, что данная часть головного мозга может вести себя активно даже под наркозом, и это- открытие, которое противоречит традиционной теории о консолидации человеческой памяти во время глубокого сна.

Ученые измерили активность нейронов, которые участвуют в формировании памяти, в различных частях мозга. Технические средства, используемые в процессе исследования, позволили установить, какие именно области мозга проявляли повышенную активность, и как распространяется эта активность, говорит автор проведенного исследования Маянк П. Мета (Mayank Р. Mehta), профессор нейрофизики Лос-Анджелесского департамента нейробиологии, неврологии, астрономии и физики.

Роль энториальной коры во взаимодействии частей головного мозга

Мета и его команда рассмотрели три связанные между собой области мозга мышей – неокортекс, или «новый» мозг, гиппокамп, или «старый» мозг, и энторинальную кору промежуточного мозга, которая соединяет между собой новый и старый мозг. Несмотря на то, что предыдущие исследования ясно показали, что взаимодействие во время сна между частями мозга имеет очень важное значение при формировании памяти, не изучалась роль энторинальной коры во взаимодействии неокортекса и гиппокампа, которая, как оказалось, устанавливает свои правила игры, сказал Мета.

Его коллеги выяснили, что энторинальная кора показала непрерывную активностью, хотя она, как считалось ранее, занимает промежуточное положение в работе памяти во время бодрствования, и отвечает за кратковременную память, когда человек, например, повторяет телефонный номер или следует инструкциям.

«Большой неожиданностью является то, что такая интенсивная активность наблюдается во время сна почти постоянно», - сказал Мета. «Полученные результаты уникальны и крайне удивительны. На самом деле, постоянная активность наблюдается в энторинальной коре даже под наркозом».

«Результаты исследования первоначально были опубликованы в онлайн - номере журнала Nature Neuroscience. Их значение сложно переоценить», - сказал Мета,- «потому что почти треть жизни люди, как известно, проводят во сне, и нарушение сна неблагоприятно сказывается на здоровье, обучении и вызывает проблемы с памятью. Ранее было показано, что кора головного мозга "общается" с гиппокампом, когда человек спит, и предполагалось, что это взаимодействие имеет большое значение в процессе воссоздания или консолидации памяти. Тем не менее, никто не мог интерпретировать это взаимодействие».

О чем «разговаривают» клетки мозга во сне

«Когда вы укладываетесь спать, в комнате темно и тихо, и, хотя информация от органов чувств отсутствует, мозг по-прежнему очень активен", - сказал Мета. "Мы хотели бы знать, почему это происходит, и что разные части мозга «говорят» друг другу".

Мета и его команда разработали очень чувствительную систему наблюдения, которая позволяет следить за жизнедеятельностью нейронов в каждой из трех частей мозга одновременно, в том числе активность самостоятельных нейронов. Это позволило ученым обнаружить взаимодействие даже тогда, когда нейроны казались спящими. Затем исследователи применили сложный математический алгоритм, чтобы расшифровать это взаимодействие.

«Во время сна части головного мозга общаются друг с другом очень сложным способом», - заявили они. «Это совершенно новое представление о теории консолидации памяти». Мета предположил, что происходящие во время сна процессы - это способ удаления информации, полученной и осмысленной в течение дня, но не имеющей существенного значения. Это приводит к тому, что важные воспоминания становятся все более яркими и легкодоступными. Примечательно, что болезнь Альцгеймера зарождается в энторинальной коре у пациентов с нарушением сна, так что выводы Мета могут быть полезны в этой сфере.

Перспективы исследования Мета

Исследование проводилось Мета совместно с Томасом Ханом и Свеном Берберихом из Гейдельбергского университета в Германии, Институтом Макса Планка по медицинским исследованиям, Джеймсом Макхарландом из Университета Брауна и факультетом физики Калифорнийского университета. В дальнейшем команда продолжит изучение этой деятельности мозга, чтобы раскрыть механизмы, лежащие в ее основе и определить последствия. Полученные результаты должны обеспечить первые прямые доказательства устойчивой активности нейронов энторинальной коры в живом организме, и объяснить их роль во взаимодействии неокортекса и гиппокампа во время сна.