Miegodami gyvūnai įgytą patirtį „suvirškina“, o nubudę gali ja pasinaudoti. Išsamiau apie tai, kas vyksta mūsų smegenyse mums miegant, rašoma mokslo portale sciencedaily.com.
Tyrėjai taip pat praneša ištyrę keletą svarbių molekulių, valdančių šį smegenų nervinių ląstelių perkrovimo procesą, ir išsiaiškinę, kad miego trūkumas, miego sutrikimai ir net migdomieji vaistai šį procesą gali sutrikdyti.
„Remdamiesi tyrimo išvadomis, turime tvirto pagrindo manyti, kad pelių ir, ko gero, žmonių smegenys gali išsaugoti ribotą kiekį informacijos – paskui jos turi persikrauti, – sako tyrimui vadovavęs dr. Grahamas Dieringas. – Dėl miego trūkumo ir smegenų negebėjimo persikrauti gali sutrikti gebėjimas įsiminti.“
Smegenyse vyksta nenutrūkstamas darbas
G.Dieringo aiškinimu, pagal dabartinę mokslinę mokymosi proceso apibrėžtį informacija yra kaupiama sinapsėse – neuronų jungtyse, kuriomis perduodami signalai.
Iš smegenų nervinės ląstelės „iškibirkščiuotos“ neuromediatoriaus molekulės iš vieno sinapsės galo patenka į kitą, kur jas pagauna priimantysis baltymas. Kartu keliauja ir informacija. Jei ląstelė pakankamai įsikrauna per savo sinapses, ji atiduoda savuosius neuromediatorius.
Iš smegenų nervinės ląstelės „iškibirkščiuotos“ neuromediatoriaus molekulės iš vieno sinapsės galo patenka į kitą, kur jas pagauna priimantysis baltymas.
Tiksliau tariant, su gyvūnais atlikti bandymai parodė, kad priimančiojo neurono sinapsės gali kisti prisijungdamos arba pašalindamos priimančiųjų baltymų molekules, taip jas sustiprindamos arba susilpnindamos ir leisdamos priimančiajam neuronui atitinkamai priimti mažiau arba daugiau signalų iš šalia esančių neuronų.
Mokslininkų įsitikinimu, šiais sinapsiniais mainais užkoduojami mūsų prisiminimai. Vis dėlto, pasak G. Dieringo, prie šio teiginio galima prikibti, nes kol pelės ir kiti žinduoliai nemiega, sinapsės jų smegenyse paprastai yra sustiprėjusios, o ne susilpnėjusios, tad visa sistema patiria labai intensyvią apkrovą. Nuolat „kibirkščiuojantys“, persidirbę neuronai praranda savo pajėgumą perduoti informaciją, taip sutrikdydami mokymosi ir informacijos įsiminimo procesus.
Viena priežasčių, kodėl neuronai paprastai nepersidirba, galėtų būti tai, kad šis procesas nagrinėtas stebint laboratorijoje užaugintus, o ne gyvų organizmų – miegančių ar nemiegančių – neuronus. Tai homeostatinis slopinimas. Vykstant šiam procesui, neutraliame tinkle sinapsės šiek tiek silpsta, tačiau jų darbinės funkcijos išlieka nepakitusios, todėl mokymosi ir informacijos įsiminimo procesai nesustoja.
Ištyrė hipokampą ir smegenų žievę
Siekdamas išsiaiškinti, ar šis procesas būdingas ir miegantiems žinduoliams, G. Dieringas sutelkė dėmesį į pelės smegenų dalis, kurios yra atsakingos už mokymąsi ir informacijos įsiminimą, – hipokampą ir smegenų žievę. Tyrėjai neleido baltymams gauti sinapsių – tiek pelėms miegant, tiek nemiegant,idant galėtų stebėti tokius pačius pokyčius, kokie pastebimi slopinimo metu bandymus atliekant su laboratorijoje užaugintomis ląstelėmis.
Mokslininkai nustatė, kad, pelėms miegant, jų priimančiųjų baltymų lygis sumažėja 20 proc., o tai, palyginti su nemiegančiomis pelėmis, liudija apie bendrą sinapsių nusilpimą.
G.Dieringas atkreipia dėmesį, kad miego poreikį kontroliuoja adenozinas – cheminis junginys, kuris kaupiasi smegenyse gyvūnui nemiegant ir sukelia mieguistumą (pavyzdžiui, kofeinas, plačiausiai pasaulyje paplitęs psichoanaleptikas, tiesiogiai veikia adenoziną). Kai pelėms buvo neleista miegoti ir suduota preparato, blokuojančio adenozino gamybą, jų sinapsėse nustojo didėti už miegą ir budrumą, taip pat už homeostatinį slopinimą laboratorijoje užaugintuose neuronuose atsakingo baltymo (Homer1a) lygis.
Siekdami patvirtinti hipotezę, kad miegant vykstantis slopinimo procesas turi lemiamos reikšmės mokymuisi ir informacijos įsiminimui, galutiniame eksperimento etape tyrėjai analizavo pelių gebėjimą įsisavinti informacijąbe slopinimo. Vienai pelių grupei, vos jas įleidus į joms dar nepažįstamą aptvarą, buvo sukeltas lengvas elektrošokas – vienoms pelėms kątik nubudus, kitoms – prieš pat užmiegant. Kai kurioms pelėms po to buvo suduota slopinimą blokuojančio preparato.
Skirdami pernelyg mažai dėmesio miegui, iš tiesų save nuskriaudžiame.
Pelėms sukėlus šoką prieš pat miegą ir nesudavus preparato, jų smegenyse vyko slopinimo procesas, kurio metu formavosi asociacija tarp naujojo aptvaro ir šoko. Vėliau įleistos į tą patį aptvarą pelės ketvirtadalį jame praleisto laiko nekrutėdavo, bijodamos vėl būti ištiktos šoko. Įleistos į kitą aptvarą, pelės taip pat kartais sustingdavo, tačiau tai trukdavo gerokai trumpiau – tik apie 9 proc. laiko. Padaryta išvada, kad tokį elgesį veikiausiai nulėmė pelių gebėjimas atskirti vieną joms nepažįstamą aptvarą nuo kito.
„Mes manome, kad preparato gavusios pelės šoką įsiminė geriau negu jo negavusios dėl to, kad jų sinapsėms nebuvo leista patirti slopinimo. Tačiau visi kiti jų prisiminimai taip pat išliko aktyvūs, taigi pelės painiojosi, mėgindamos atskirti vieną aptvarą nuo kito,– aiškino G. Dieringas. – Tai paaiškina, kodėl su tam tikra mintimi užmigus, ji kristalizuojasi.“
Pasak mokslininko, labai svarbu suprasti, kad mums miegant smegenys tebeveikia. Jos turi atlikti labai svarbų darbą. Tad mes, skirdami pernelyg mažai dėmesio miegui, iš tiesų save nuskriaudžiame.
Vis dėlto, nors ir atlikta nemažai tyrimų, miegas tebėra didelė paslaptis. „Atlikdami šį bandymą, ištyrėme vos dviejose smegenų dalyse vykstančius procesus, – sako specialistas.– Tačiau ne ką mažiau svarbūs su tuo susiję procesai ko gero vyksta ir kitur – visame kūne.“
