Вопрос о том, почему животным необходим сон, до сих пор не решен окончательно, несмотря на обилие фактов и гипотез (см. ссылки в конце новости). По-видимому, должна быть какая-то общая важная причина, по которой самые разные животные — от нематод и насекомых до ящериц и людей — должны регулярно впадать в заторможенное, уязвимое состояние, почти полностью отключаясь от всех сигналов, приходящих из внешнего мира.

Красивое объяснение предлагает «гипотеза синаптического гомеостаза», впервые сформулированная около 15 лет назад нейробиологами из Висконсинского университета в Мэдисоне.

Суть идеи в том, что во время бодрствования животное постоянно усваивает новый опыт, а это сопряжено с ростом синаптической проводимости. Как правило, чтобы что-то запомнить хотя бы ненадолго, необходимо усилить проводимость определенных синапсов: этот принцип лежит в основе памяти и обучения. В результате общий уровень синаптической проводимости в мозге неуклонно нарастает в течение всего времени, пока животное бодрствует и активно воспринимает внешние сигналы. Ясно, что это не может продолжаться до бесконечности. Разбухшие синапсы и перевозбужденные нейроны будут потреблять всё больше энергии, а способность нервной системы к дальнейшему обучению будет снижаться.

Соответственно, сон необходим для того, чтобы вернуть нервную систему в рабочее состояние, снизив общий уровень синаптической проводимости. Заодно можно отделить в накопленном за день опыте главное от второстепенного, избирательно ослабив одни синапсы и сохранив (или даже усилив) некоторые другие. Этот гипотетический процесс называют «умным забыванием» (smart forgetting).

По сути дела, гипотеза синаптического гомеостаза предполагает, что потребность во сне — это следствие неустранимого конструктивного дефекта нервной системы животных! Нервная система не может долго обрабатывать входящую информацию, не «перегреваясь», потому что усвоение новой информации идет в основном за счет потенциации (усиления) имеющихся синапсов и появления новых, а не их депрессии (ослабления) или уничтожения.

В двух статьях, опубликованных в свежем выпуске журнала Science, приводятся новые весьма убедительные подтверждения гипотезы синаптического гомеостаза.

#нейробиология #биология #мозг #нейроны #сон #марков
https://telegra.ph/Dva-nezavisimyh-issledovaniya-podtverdili-globalnoe-oslablenie-sinapsov-vo-vremya-sna-02-06-2

Исследователи из Университета Райса разработали прототип имплантируемого в мозг чипа-микроскопа, который позволяет с высоким разрешением считывать сигналы с нейронов коры мозга, отвечающих за зрение. Чип был создан в рамках программы DARPA по изучению процессов обработки речи, зрения и слуха. Одной из конечных целей проекта является создание зрительных протезов, которые будут посылать визуальную информацию напрямую в мозг. Об этом сообщает сайт университета.

#импланты #медицина #мозг #нейробиология #биология #нейроинтерфейсы
https://telegra.ph/Implantiruemyj-chip-mikroskop-pozvolit-uvidet-obrabotku-informacii-mozgom-07-17

Ученые из Стенфордского университета выяснили, что стимуляция «центра агрессии» у мышей усиливает территориальную агрессию у самцов, проживающих отдельно. Однако мыши из общих клеток не продемонстрировали значительного увеличения агрессии в ответ на стимуляцию — если только они были чувствительны к феромонам. Результаты опубликованы в журнале Neuron.

#биология #нейробиология #нейрофизиология #поведение #мыши
https://telegra.ph/Sovmestnoe-prozhivanie-snizilo-agressivnost-myshej-07-31-2

Вопреки расхожему мнению, нервные клетки восстанавливаются, хотя и в довольно скромном объеме и только в некоторых частях головного мозга. Эксперименты на мышах показали, что это происходит и в миндалевидном теле — небольших парных органах лимбической системы, расположенных в глубине полушарий и играющих важнейшую роль в формировании эмоций. «Это открытие будет иметь огромные последствия для понимания роли миндалины в регулировании страха и страшных воспоминаний», — говорит один из авторов работы, профессор австралийского Квинслендского университета Панкаж Сах (Pankaj Sah).

#биология #мозг #медицина #нейробиология
https://naked-science.ru/article/sci/otkryta-eshche-odna-oblast-mozga-gde

Работа нейронов очень энергозатратна. Неудивительно поэтому, что митохондрии чрезвычайно важны для их функционирования. Пирамидальные нейроны коры головного мозга содержат огромное количество митохондрий, причем форма этих митохондрий различается в разных частях клетки. В дендритах митохондрии имеют сильно удлиненную форму, напоминая под микроскопом макаронины. В теле клетки такие же удлиненные митохондрии сливаются между собой, формируя густую сеть. Но в аксонах митохондрии выглядят иначе: они гораздо более короткие, многие — практически шарообразной формы. Эти митохондрии без конца снуют туда и обратно, используя в качестве рельсов цитоскелетные элементы — микротрубочки, протянутые вдоль аксона. Эта динамика хорошо видна на видео, снятом в ходе прошлогодней работы польской группы исследователей (T. M. Stępkowski et al., 2017. mitoLUHMES: An Engineered Neuronal Cell Line for the Analysis of the Motility of Mitochondria):

Группа ученых из США решила продвинуться дальше и разобраться в механизме формирования особенных аксональных митохондрий и в том, есть ли какой-то специфический функциональный смысл в этой их особенности. Их статья на прошлой неделе была опубликована в журнале Nature Communications.

#нейробиология #биология #клетки #elementy
https://telegra.ph/Malenkie-mitohondrii-usilivayut-vzaimodejstvie-mezhdu-nejronami-12-04

Обзор статьи о применении графических ускорителей вместо CPU для декодирования импульсов в нейронных цепях крысы. Любыпытно, что речь идёт не только об увеличении скорости расчётов, но и о качественном улучшении: за счёт снижения времени на эксперимент показатели меньше плывут во времени и нужно меньше прогонов самого эксперимента.

#нейробиология #биология #вычисления #gpu #эксперименты #мыш #habr
https://telegra.ph/Begushchij-v-labirinte-analiz-nejronnoj-aktivnosti-mozga-krysy-v-realnom-vremeni-12-07