科學家發現睡眠不足會造成大腦記性差!

Comment is Closed

_75318494_c0206459-synapse,_artwork-spl

我們都知道如果想要記住白天所學到的東西,最好的方法就是晚上好好睡覺。科學家很早以前就瞭解到人類的記憶仰賴大腦神經元之間所建立的連結,但對於睡眠實際上如何幫助鞏固這些資訊卻不清楚。

現在有兩項新研究舉出了生理證據可以解釋古人的智慧:「假如想要記得,就必須先藉由睡眠來忘記」。

我們對於自己為什麼一天可以睡上16個小時感到好奇,是很自然的事。近期的一個理論表示,睡眠能夠將腦中在白天堆積的有害蛋白質排除體外。另外的幾個研究則發現如果睡眠不足,罹患心血管疾病以及第二型糖尿病的風險就會增加,當然類似像帕金森症的神經退化疾病就更不在話下了。

611170166

威斯康辛大學以及約翰霍普斯金大學近期的研究,更證明了睡眠會增強記憶以及強化醒著時學習到的東西。這個所謂的「突觸穩態假說」並不是新的理論,威斯康辛大學的研究學者在十年前,就已經發表過睡眠讓大腦切斷白天所建立起的神經元連結,以強化我們的記憶。

當我們有新的體驗,大腦會建立或者減弱神經細胞之間的連結,稱之為突觸。我們的行為與記憶被儲存在這些相互連結的神經元網絡中,而它們之間傳達訊息的效率,則是仰賴突觸的大小以及強度。

提出突觸穩態假說的生物學家表示,建立這樣一個網絡的過程,對醒著的我們來說過於興奮,而睡眠則提供了一個較平靜的狀態,讓大腦能夠有選擇性的縮減白天建立起的網絡規模。

有很多證據皆顯示神經元能夠減少突觸,在某些地方則是靠在大腦巡邏的細胞,它們會找尋突觸並將其吞噬。拿在足夠睡眠與睡眠不足下的突觸做比較,也間接證明了當人在睡覺時,大腦會重組突觸。

neurons, transferring pulses and generating information.

威斯康辛大學研究團隊現在舉出更多證據,來佐證他們的假設。過去四年來,生物學者將老鼠分成了三批,一批睡眠充足,一批則是讓牠們醒著並提供玩具玩耍,另一批則是醒著但沒有提供玩具刺激。之後學者們分析了這些老鼠大腦的薄屑,在好幾百個大腦區塊測量了約6920個突觸大小與形狀,發現睡眠充足老鼠的突觸比睡眠不足老鼠的突觸小了18%。

那些連結減少的突觸,幾乎都是集中在較小的樹突棘,也就是將訊息從突觸傳遞至神經元軸突的突出物。也就是說,已經學習到的東西會被保護著,不會被神經元剪斷。

威斯康辛大學睡眠與意識研究中心的團員Giulio Tononi解釋:「當我們醒著時,整個大腦的突觸連結會因學習而強化,增加能量需求以及讓大腦浸泡在新的資訊裡頭。睡眠讓大腦重啟,幫助整合,鞏固新學到的東西並放入記憶中,這樣隔天大腦才可以重新開始。」

推薦文章:  工程師發明用廢塑料建造道路的方法

約翰霍普斯金大學的生物學家,也從另外一個角度來測試這個假設。

他們用螢光劑標記了老鼠突觸上的蛋白質,並在老鼠睡覺時,觀察牠們的大腦,假如突觸真的有變小,那麼標記也會變小。分析結果發現AMPA受體減少了20%。

接著研究學者們以基因工程方式,將一種叫做Homer1A的蛋白質從老鼠身上移除,這個化學物質會使得突觸受體被切除。這些老鼠們跟其他沒有接受蛋白質移除的老鼠一樣睡眠充足。但不同的是,這些老鼠們的突觸受體卻沒有被切除。

為了要測試這對記憶的影響,學者將老鼠放在地板有通電的箱子裡跑,晚上睡覺時則把一種化學物注入某些老鼠體內,避免Homer1A進入牠們的樹突棘。當隔天將老鼠放入同樣通電的箱子裡面時,所有的老鼠都嚇得不敢動,但是放入不一樣的箱子時,那些突觸減少的老鼠們勇敢地探索新地點,而那些被注入Homer1A阻斷物的老鼠,則又再次定著不動。

pennteamrest

雖然不清楚老鼠大腦內到底發生了什麼事情,但是研究學家們的結論是,這些老鼠被類似的箱子混淆了,牠們記不起來前一天的經驗,而且很難去分辨到底什麼是重要的。

睡眠是個從免疫到消化、以及與眾多生理運作相關的複雜行為,所以很難界出一個為什麼我們要睡覺的原因。但現代科技顯示睡眠週期的影響,我們還是要注意一夜好眠所帶來的種種好處。

來源: Science Alert