腦神經通路重組或有不同形式
- 發佈時間：2016-04-02 01:30:38 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月1日電 （記者常麗君）人和動物為何要睡眠？這個問題在生理學上仍是個謎。美國布蘭迪斯大學研究人員通過實驗發現，腦內有一種內穩平衡機制，其只發生在動物清醒時，在動物睡眠時會被抑制。而以往的研究認為，內穩平衡機制在清醒時不起作用，在睡眠中才會恢復。
解釋睡眠的神經科學理論目前主要有兩種：一種稱為“記憶鞏固”理論，認為在睡眠時，大腦會在“後臺”重播記憶；另一種稱為“內穩平衡”理論，認為腦中存在一種自我平衡的原狀穩態，稱為“內穩態”，睡眠對於腦網路活動恢復內穩態非常重要。在清醒活動時，這種內穩態是被擾亂的。這種機制由布蘭迪斯大學研究人員最早提出。
內穩機制通過保持一種平均的放電率，使神經線路保持功能穩定，就像恒溫器保持室內溫度。所謂腦部可塑性，是指腦按照新經驗對神經通路進行重組的能力。為了研究動物清醒時各種行為的腦部塑造和內穩塑造之間有無交叉，布蘭迪斯大學生物學教授吉娜·特裏簡諾團隊開發了新的演算法，完整記錄了小鼠9天的腦活動，不間斷地跟蹤單個神經元活動超過200小時，以評估生理節奏和行為對神經內穩態的影響。
研究團隊發表在近期《細胞》雜誌上的論文稱，實驗最終證明，內穩平衡基本只發生在動物清醒時，在睡眠時是被抑制的。自覺主動地保持清醒，會加強內穩態恢復期間的放電率，延長自然清醒的週期。當動物保持清醒，內穩平衡作用會被進一步強化。
這些發現提出了新的可能性，即大腦的可塑性還有另一種形式，就像記憶鞏固那樣，內穩平衡塑造也是一種，這些形式可能只是暫時分離，以防止互相干擾。此外，這一發現還有助深入研究行為、環境和生理節奏對腦部內穩態塑造機制的影響。
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