Во сне и под наркозом, мы редко реагируют на такие внешние раздражители, как звук, хотя наши мозги остаются весьма активными.
Теперь, серия новые исследования ученых Тель-Авивского университета им. Саклера факультета медицины и Sagol школы неврологии найти, среди других важных открытий, что норадреналин-нейромедиатор, который вырабатывается в ответ на стресс, лежит в основе нашей способности, чтобы «отключить» наши сенсорные ответы и спать спокойно.
«В этих исследованиях, мы использовали разные, новые подходы к изучению фильтрации сенсорной информации во время сна и мозговых механизмов, которые определяют, когда мы просыпаемся в ответ на внешние события», — объясняет профессор Юваль Нир, возглавлявший исследования для трех исследований.
Первое исследование, опубликованное в журнале нейронауки на 1 апреля и возглавил ТАУ докторант Янив села, ставит под сомнение общепринятые идеи, что зрительный бугор является важным ретрансляционной станции для сенсорных сигналов в мозг-отвечает за блокирование передачи сигналов в коре головного мозга.
«Отключение таламических ворота не совместимы с нашими выводами», — говорит Села, обучающиеся сравнивает нейронов в различных участках мозга реагировать на простые и сложные звуки во время сна или бодрствования.
С помощью модели крыс, он обнаружил, что ответы нейронов в слуховой коре были похожие, когда грызуны спали или спят. Но когда он осмотрел коры perirhinal, связанные с комплекс сознательного восприятия и ассоциаций памяти, он обнаружил, что нейроны показали значительно слабее ответы во время сна.
«Базовый анализ звука сохраняется во время сна, но спящий мозг имеет проблемы создания сознательного восприятия стимула,» ЛАЭС добавляет. «Кроме того, в то время как мы обнаружили, что первоначальный и быстрой реакции сохранились в сон, тем, что произойдет позже и требует связи между разными регионами мозга значительно нарушена.»
Во втором исследовании, опубликованном 8 апреля в развития науки, считает, что локусе пятно, крошечная область мозга и основным источником секреции норадреналина в мозге, играет центральную роль в нашей способности отключиться от окружающей среды во время сна. Руководимые ТАУ докторант Ханна Хаят в лаборатории проф. Нир, исследование было проведено в сотрудничестве с профессором Тони Пикеринг из Бристольского университета, профессор Офер Йижар Института Вейцмана и профессор Эрик Кремер ПФ университете Монпелье.
«Возможность отключиться от окружающей среды, обратимым образом, является центральным элементом сна», — объясняет Хаят. «Наши результаты ясно показывают, что система локусе пятно норадреналин играет важную роль в этом отключение, сохраняя очень низкий уровень активности во время сна».
Для целей исследования, ученые использовали модели крыс, чтобы определить уровень активности локусе пятно во время сна и который звучит, если таковые имеются, будут нести ответственность за пробуждение грызунов.
Они обнаружили, что различные уровни крыс деятельности локусе пятно точно предсказать, если животные хотели пробудить в ответ на звуки. Команда тогда притихли активность локусе пятно с помощью оптогенетики, которая использует свет для того чтобы контролировать активность нейронов, и обнаружили, что крысы не легко пробуждается в ответ на звук.
«Когда мы увеличили норадреналина активности локуса-синее пятно, а звук играет в фоновом режиме, крысы просыпались чаще в ответ, но когда мы снизили активность локусе пятно и играл один и тот же звук в фоновом режиме, крысы редко проснулись», — говорит Хаят. «Таким образом, мы можем сказать, что мы определили мощный «циферблате», который контролирует глубину сна, несмотря на внешние раздражители.
«Главное, наши результаты показывают, что гипервозбуждением у некоторых индивидуумов, которые легко спят, или во время стресса, может быть результатом постоянной активности норадреналина во время сна, когда там должно быть только минимальная активность.»
Третье исследование, опубликованное 12 мая в Труды Национальной академии наук (PNAS), совместно возглавляемая ТАУ докторант доктор Аарон кром «Хадасса», Еврейский университет медицинский центр и тау аспирант Амит Marmelshtein, посвящена наша реакция на анестезию и считает, что наиболее значительный эффект потери сознания, является нарушение связи между различных корковых областей.
Исследование является результатом сотрудничества между проф. Нир, профессор Ицхак Фрид и доктор Идо Штраус Саклера факультета ТАУ медицины и Тель-Авивский медицинский центр Сураски, и команда в Боннском университете.
«Несмотря на регулярное применение наркоза в медицине, мы до сих пор не понимаю, как анестезия приводит к потере сознания; это является основным открытым вопросом в биомедицинских исследованиях», — объясняет доктор кром.
Для исследования, ученые регистрировали активность головного мозга больных эпилепсией, которые были ранее показаны практически нет ответа на медикаментозное лечение. Пациенты были госпитализированы на неделю и имплантировали электроды, чтобы определить, где в мозгу их изъятия возник. Они тогда были под наркозом для удаления их электродов и их активности нейронов, записанных в то время как они слушали звуки через наушники. Им было предложено выполнить задание, пока они не потеряли сознание, которое позволило исследователям изучить, как их активность мозга изменяется, вплоть до отдельных нейронов в ответ на звуки, на данный момент они потеряли сознание.
«Мы обнаружили, что потеря сознания нарушается связь между кортикальной регионы, такие, что звуки вызваны ответов в первичной слуховой коре, но не удалось надежно привода ответов в других регионах коры головного мозга», — добавляет Marmelshtein. «Это первое исследование, чтобы изучить, как наркоз и потеря сознания влияют на сенсорные реакции при разрешении отдельных нейронов у человека. Мы надеемся, что наши результаты будут служить ориентиром для будущих исследований, а также попытки улучшить анестезии и разработать инструменты, которые смогут следить за уровнем сознания при анестезии и другие состояния измененного сознания, таких как вегетативных состояний и деменция».
«Эти исследования помогают нам понять чувств отключение во время сна и наркоза», — заключает профессор Нир. «Нарушения сна являются серьезной медицинской проблемой и часто в старении, а также при неврологических и психических расстройств. Важно, чтобы проверить, если наши результаты на различного уровня норадреналина может объяснить гипервозбуждением, что характеризует условия, такие как тревожные расстройства и ПТСР, и если уж опираться на эти данные для разработки новых методов для улучшения качества сна.»