Вероятно, вы слышали, что люди говорят, что им нравится работать, потому что это позволяет им отключиться. Возможно, вы так себя чувствуете. Что ж недавние исследования на мышах предполагает, что на самом деле может быть научная основа для этого, потому что деятельность мозга действительно уменьшается, когда вы выполняете простое, повторяющееся действие. Более того, во время бега может утомлять ваше тело, такое упражнение может фактически снизить потребность вашего мозга во сне.

Просыпаться и спать не являются двумя взаимоисключающими, однородными состояниями. Время от времени вы можете быть более глубоко спать или более широкий, чем другие, и граница между двумя может быть размытым, Ваше нормальное поведение, такое как способность быстро реагировать на неожиданные события, ухудшается по мере того, как вы бодрствуете вне вашего обычного сна. Мы точно не знаем, почему это так, но может быть, что части вашего мозга идти спать даже если вы технически бодрствуете. Но с правильной мотивацией мы также можем заставить себя бодрствовать и даже временно восстановить нашу работу.

Как долго мы должны спать или бодрствовать, зависит от некоторой степени по нашим генам, Но свидетельствуют данные на них также влияет то, что мы делаем, пока мы бодрствуем. Удивительно, но мы все еще не знаем, что это значит быть бодрствующим, что оказывает давление на наши тела, чтобы спать, но ученые часто называют «Процесс S», Как и песочные часы, уровни процесса S показывают, как долго мы просыпались или спали, и насколько вероятно мы должны заснуть или проснуться в любой момент.

Недавние данные свидетельствуют что сон инициируется не мозгом в целом, а локальными сетями нейронов, которые чаще использовались во время пробуждения. Мои коллеги и я задавались вопросом, не повлияли ли части мозга, ответственные за определенное поведение, на нашу способность бодрствовать, чем другие.

Ночью с мышами

Чтобы проверить эту теорию, мы использовали известную тенденцию для мышей к запускать спонтанно на колесе, иногда покрывая много километров каждую ночь. Когда мышь работает так, они проводят значительно больше времени просыпается, как будто их потребность спать накапливалась медленнее, или если что-то ее перекрывало. Чтобы пролить свет на этот таинственный процесс, мы точно исследовали, что происходит в мозге спонтанно бегущих мышей.

В нашем исследовании, мы записали электрическую активность отдельных нервных клеток в неокортексе каждой мыши - внешнем слое мозга - когда они бегали по колесу. Как правило, когда мышь (или человек) бодрствует и активна, нейроны стреляют с высокой скоростью. Это связано с тем, что мозг должен следить за окрестностями, координировать движения и принимать решения мгновенно. Эта постоянная деятельность мозга требует много энергии - оцененный 20% всей энергии используемый организмом.

Удивительно, но мы обнаружили, что, когда мыши бежали с большой скоростью, некоторые из их нейронов вообще прекратили стрельбу. А общая активность мозга в моторной и сенсорной областях неокортекса в среднем уменьшилась, по крайней мере, на 30%. Как это ни парадоксально, это говорит о том, что в целом активное физическое поведение и интенсивное движение не обязательно требуют более активного мозга.

Мы также заметили, что когда животные участвуют в большом разнообразии поведения, их нейроны будут разливаться различными способами: от медленного до быстрого разряда. Но во время монотонного процесса бегства нейронные шипы стали намного более последовательными. Это говорит о том, что бег связан не только с меньшей активностью в целом, но и с появлением более стабильного однородного состояния мозга.

Наш следующий вопрос состоял в том, будет ли это иметь значение для общей активности мозга в течение продолжительных периодов бодрствования. Предыдущие исследования предположил, что чем дольше вы будете бодрствовать, тем более возбудите ваш мозг (тем более вероятно, что ваши нейроны должны стрелять). Мы обнаружили, что нейроны наших мышей в среднем росли больше спайков, прежде чем они заснули, чем в период, вскоре после пробуждения, несколькими часами ранее. Но если мышей потратили много времени, этого увеличения пикирования не произошло. Это говорит о том, что если нейроны не используются, они не становятся более возбудительными.

Запускное состояние ума

Основываясь на этих наблюдениях, мы пришли к выводу, что если в день мыши доминировали задачи, требующие повторяющихся или ритмических движений (например, бег), его мозг был бы в принципиально отличном состоянии до нормального. Это состояние может даже позволить мозгу отдохнуть, не вступая в глубокий сон, и обеспечить некоторые из тех же преимуществ. Недавние доказательства последовательно предлагает что короткие периоды упражнений могут быть полезны для когнитивных функций в аналогичный способ сна.

Другие примеры из природы поддерживают эту идею. Например, птицы спят гораздо меньше когда они летают нон-стоп для много дней или миграции, Есть даже некоторые свидетельства сходного эффекта у людей, такие как связь между медитацией и снижение потребности во сне, Мы не знаем точно, почему это происходит, но может случиться, что медитация связана с состоянием мозга, когда время эффективно работает медленнее. И это может быть одинаково для мышей на колесе.

Есть еще много вопросов, на которые нужно ответить, почему нам нужно спать и как это влияет на наши мозги. Но становится все более очевидным то, что мы не можем понять тайну сна, не понимая, что происходит, когда мы бодрствуем.

Об авторе

Владислав Вязовский, доцент кафедры нейронауки, Оксфордский университет

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon