Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Tak jak u ssaków czy ptaków, u jaszczurek występują fazy snu przypominające sen wolnofalowy (NREM) oraz sen paradoksalny (REM).

W 2016 r. francuscy naukowcy badali Pogona vitticeps. Później analizowali wzorce snu innej jaszczurki - teju argentyńskiego (Salvator merianae).

Biolodzy długo sądzili, że tylko lądowe ssaki i ptaki doświadczają 2 faz snu: NREM i REM. Studium, którego wyniki ukazały się w 2016 r. na łamach Science, pokazało jednak, że P. vitticeps także przechodzi przez 2 unikatowe fazy snu. Wtedy zaczęto dywagować, że fazy snu pochodzą od wspólnego przodka ssaków i gadów, który żył 350 mln lat temu.

Mając to na uwadze, zespół z CNRS i Université Lyon I postanowił powtórzyć eksperyment sprzed 2 lat najpierw na tym samym gatunku, a później na teju argentyńskim. Dane potwierdziły, że obie jaszczurki przechodzą przez 2 fazy snu, które przypominają sen wolnofalowy i paradoksalny.

Pogłębione analizy wykazały jednak behawioralne czy fizjologiczne różnice nie tylko między jaszczurkami a ssakami oraz ptakami, ale i między 2 badanymi gatunkami jaszczurek. Okazało się np., że o ile u ludzi podczas snu REM aktywność mózgu i oczu przypomina parametry typowe dla stanu czuwania, o tyle w odpowiadającej mu fazie snu jaszczurek występują wolniejsze ruchy gałek ocznych, a w przypadku teju aktywność mózgu bardzo różni się od tej na jawie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcom udało się lepiej określić rolę snu w naszym życiu. Okazuje się, że w wieku około 30 miesięcy dochodzi do gwałtownego przemodelowania roli snu. Zmienia się ona z budowania mózgu na utrzymanie i naprawę.
      Naukowcy przeprowadzili analizę statystyczną ponad 60 studiów dotyczących snu. Analizowali czas snu, czas fazy REM, rozmiar mózgu i ciała. Na tej podstawie opracowali matematyczny model zmian snu w czasie rozwoju.
      Generalnie rzecz ujmując, istnieją dwie fazy snu. REM, charakteryzująca się szybkimi ruchami oczu, to głęboki sen podczas których śnimy. Oraz faza NREM, podczas której ruchy gałek ocznych są wolne. W tej fazie sny pojawiają się rzadko.
      Podczas fazy REM mózg tworzy nowe połączenia, budując i wzmacniając synapsy. W czasie snu móg jest też naprawiany i oczyszczany z produktów ubocznych, które nagromadziły się w czasie dnia.
      Analiza wykazała, że w wieku około 30 miesięcy dochodzi do fundamentalnej zmiany. Zamiast tworzyć i przecinać połączenia w czasie fazy REM, mózg skupia się głównie na naprawie. Zarówno w czasie fazy REM jak i NREM.
      Odkrycie, że ta zmiana jest tak radykalna i zachodzi jak za naciśnięciem przełącznika, było dla nas szokujące, przyznaje profesor biologii ewolucyjnej i medycyny obliczeniowej Van Savage z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA).
      Długość fazy REM zmniejsza się z wiekiem. U niemowląt, które śpią po 16 godzin na dobę, faza REM trwa przez około 50% czasu. Jednak w wieku około 30 miesięcy dochodzi do znacznego spadku długości fazy REM. Do wieku 10 lat REM zajmuje tylko 25% czasu snu, a do wieku 50 lat jest to 10–15 procent.
      Sen jest czymś powszechnym u zwierząt. Niemal tak oczywistym jak oddychanie i jedzenie. Powiedziałbym, że to jeden z filarów ludzkiego zdrowia, stwierdza Van Savage.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stany przypominające sen znoszą w sztucznych analogach mózgów niestabilność, będącą skutkiem okresów nieprzerywanego uczenia - donoszą naukowcy z amerykańskiego Los Alamos National Laboratory.
      Badamy pulsujące [impulsowe] sieci neuronowe [ang. spiking neural networks], które są systemami uczącymi się w dużej mierze podobnie do żywych mózgów. Jesteśmy zafascynowani perspektywą trenowania neuromorficznego procesora w sposób analogiczny do tego, jak ludzie i inne systemy biologiczne uczą się na podstawie danych ze środowiska w dzieciństwie - opowiada Yijing Watkins.
      Watkins i jej zespół odkryli, że symulacje sieciowe stają się niestabilne po okresach nienadzorowanego uczenia. Gdy uciekano się do stanów będących analogami fal doświadczanych przez żywe mózgi w czasie snu, udawało się przywrócić sieci stabilność. Było tak, jakbyśmy zapewniali sieciom neuronowym odpowiednik dobrego nocnego odpoczynku.
      Do odkrycia doszło, gdy Amerykanie próbowali opracować sieci neuronowe najbardziej przybliżające się do tego, jak ludzie i inne systemy biologiczne uczą się widzieć. Początkowo grupa zmagała się ze stabilizacją symulatora sieci neuronowych podczas nienadzorowanego treningu słownictwa, który polega m.in. na klasyfikowaniu obiektów bez wcześniejszych przykładów, do których można by je porównywać.
      Kwestia tego, jak zapobiec niestabilności układów uczących się, pojawia się dopiero wtedy, gdy próbuje się wykorzystać realistyczne biologicznie procesory neuromorficzne albo zrozumieć kwestie stricte biologiczne - opowiada Garrett Kenyon.
      Naukowcy opisują swoją decyzję o wystawieniu sieci neuronowych na oddziaływanie sztucznego analogu snu jako rozwiązanie będące ostatnią deską ratunku. Próbując uzyskać stabilizację, eksperymentowali z różnymi rodzajami szumu. Najlepsze rezultaty dało wykorzystanie szumu gaussowskiego. Zespół podejrzewa, że szum ten naśladuje sygnał wejściowy docierający do neuronów w czasie snu wolnofalowego (SWS, od angielskiego slow wave sleep). Wyniki sugerują, że SWS może po części odpowiadać za upewnienie się, że neurony kory zachowają stabilność i nie będą podlegać halucynacjom.
      Kolejnym celem badaczy jest implementacja algorytmu w neuromorficznym chipie Intela Loihi. Mają nadzieję, że gdy pozwoli mu się od czasu do czasu "przespać", będzie stabilnie przetwarzać w czasie rzeczywistym informacje z kamery - krzemowej siatkówki.
      Czternastego czerwca Watkins zaprezentuje wyniki swojego zespołu na warsztatach Women in Computer Vision Workshop w Seattle.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Podczas snu wolnofalowego w mózgu zachodzą niesamowite sprzężone zjawiska. Gdy neurony się wyciszają, po kilku sekundach następuje odpływ krwi z głowy, a na jej miejsce napływa płyn mózgowo-rdzeniowy (ang. cerebrospinal fluid, CSF). Obmywa on mózg rytmicznymi, pulsującymi falami.
      Naukowcy z Uniwersytetu w Bostonie podkreślają, że wolne fale w aktywności neuronalnej przyczyniają się do konsolidacji śladów pamięciowych, zaś płyn mózgowo-rdzeniowy usuwa z mózgu toksyczne białka powstające podczas przemiany materii. Dotąd nie było jednak wiadomo, czy te dwa procesy są ze sobą związane. Podczas ostatnich badań na grupie 13 osób w wieku 23-33 lat wykazano, że najpewniej tak.
      Laura Lewis ma nadzieję, że pewnego dnia dzięki odkryciom jej zespołu uda się lepiej zrozumieć zaburzenia snu związane np. z autyzmem czy chorobą Alzheimera.
      Zestawienie fal mózgowych z wzorcami hemodynamicznymi i dot. płynu mózgowo-rdzeniowego może także rzucić nieco światła na procesy występujące podczas normalnego starzenia. Gdy ludzie się starzeją, często ich mózgi generują mniej wolnych fal, co z kolei może się przekładać na przepływ krwi przez mózg i na zmniejszenie pulsowania CSF podczas snu. Skutkiem tych zjawisk będzie zaś nagromadzenie toksycznych białek i pogorszenie pamięci. Wcześniej naukowcy analizowali te procesy z osobna, teraz wydaje się jednak, że są one ze sobą bardzo blisko związane.
      By lepiej zrozumieć zjawiska zachodzące w czasie snu, Lewis chce rozszerzyć badania na starszych dorosłych. Amerykanom zależy też na bardziej sprzyjających snowi metodach obrazowania aktywności mózgu (badania na 13-osobowej grupie prowadzono w hałasujących skanerach do rezonansu magnetycznego).
      Lewis cieszy się z uzyskanych dotąd wyników. Obecnie na podstawie obserwacji płynu mózgowo-rdzeniowego wiadomo np., czy ktoś w ogóle śpi, czy nie. To takie dramatyczne zjawisko. Nie zdawaliśmy sobie sprawy, że pulsowanie CSF w czasie snu istnieje, tymczasem wolne fale w czasie snu NREM prowadzą do oscylacji objętości krwi, skutkujących napływem i odpływem CSF do i z mózgu.
      Naukowcy chcą teraz rozwiązać kolejną zagadkę: w jaki sposób fale mózgowe, przepływ krwi i CSF są ze sobą tak idealnie skoordynowane? Widzimy, że zmiana neuronalna zawsze występuje pierwsza, później ma miejsce odpływ krwi, a po niej napływ CSF do głowy. Niewykluczone, że gdy neurony się wyciszają, nie potrzebują tyle tlenu, dlatego krew odpływa z tego obszaru. Ponieważ ciśnienie w mózgu spada, szybko napływa CSF, by potrzymać je na bezpiecznym poziomie. To jednak tylko jedna z możliwości. Jaki jest związek przyczynowo-skutkowy? Czy w ogóle jedno z tych zjawisk powoduje inne? A może istnieje inny czynnik, który napędza je wszystkie?
       


      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...