Zespół naukowców z Uniwersytetu Wisconsin-Madison oraz Uniwersytet Johnsa Hopkinsa (USA) potwierdził zasadność hipotezy homeostazy synaptycznej, która zakłada, że rozmiar i wydajność połączeń synaptycznych zmienia się wraz ze zmianą stanu pobudzenia.

W trakcie czuwania, na skutek procesów uczenia się i zapamiętywania, synapsy podlegają ciągłej stymulacji, co sprawia, że rosną w siłę. Tymczasem podczas snu, kiedy nie docierają do nich bodźce z zewnątrz, synapsy kurczą się średnio prawie o 20 proc. To równoważy uprzedni wzrost i zapobiega nasyceniu połączeń synaptycznych oraz zacieraniu się sygnałów nerwowych i śladów pamięciowych.

Badacze dowiedli istnienia procesu homeostazy synaptycznej dzięki analizie, wykonanych przy pomocy mikroskopu elektronowego, skanów mózgu myszy. Cztery lata zajęło im zrekonstruowanie i zmierzenie około 7 tys. synaps.

Ostatecznie stwierdzili, że kilka godzin snu wystarczało, by większość synaps tworzących korę mózgową zmniejszyła się przeciętnie o 18 proc. Zauważyli też, że niektóre synapsy – te największe – nie zmieniały swojego rozmiaru. Być może były to synapsy przechowujące najtrwalsze ślady pamięciowe.

„Nasze badanie jednoznacznie wskazuje na to, że równowaga związana z rozmiarem i siłą synaps ulega zachwianiu w trakcie czuwania i jest przywracana podczas snu. To niesamowite, że większość synaps znajdujących się w korze mózgowej podlega tak dużym przemianom w ciągu zaledwie kilku godzin” – komentuje współautorka badania (DOI: 10.1126/science.aah5982) dr Chiara Cirelli. (PAP)

ooo/ agt/