Obrazowanie cykli sen-przebudzenie
Istotność snu dla prawidłowych funkcji poznawczych od dawna jest znana, lecz przebieg związanych z nim procesów fizjologicznych jest ciągle słabo poznany. Sen jest skomplikowanym stanem i znalezienie zależności między korową aktywnością dendrytyczną w mózgu a cyklami sen-przebudzenie powinno dostarczyć nowych danych o roli snu. Mając to na uwadze zainicjowano projekt PERISLEEP. Dendryty są rozgałęzionymi wypustkami neuronów, gdzie tworzy się większość synaps, i w związku z tym jest to główny "węzeł" przetwarzania i scalania informacji. Jest to też prawdopodobnie fizyczny substrat naszych wspomnień. Badacze wykorzystają nagrywanie optyczne (obrazowanie Ca2+) i elektroencefalografię, aby wyjaśnić powiązania pomiędzy różnymi stanami mózgu (sen i całkowite przebudzenie) i zmianami w aktywności dendrytycznej w korze. Podczas cyklu sen-przebudzenie nasz mózg przełącza się pomiędzy czterema głównymi stanami: aktywne przebudzenie, ciche przebudzenie, sen wolnofalowy - faza wolnych ruchów gałek ocznych (NREM), oraz faza szybkich ruchów gałek ocznych (REM). Wrzeciona korowe (9–16 Hz) są typem aktywności mózgu obserwowanejzwykle podczas fazy NREM, szczególnie podczas przechodzenia z NREM do REM. Te fale mózgowe są powiązane z plastycznością synaptyczną i procesami pamięciowymi u ludzi i zwierząt. Naukowcy stworzyli już techniki obrazowania Ca2+ z dendrytów u gryzoni podczas snu i swobodnego poruszania się. Prowadzono ciągłą rejestrację aktywności dendrytycznej przez 15 godzin podczas wszystkich głównych stanów mózgu. Co interesujące, aktywność dendrytyczna była najwyższa podczas przejścia z NREM do REM, a aktywność wrzecionowa stanowiła wiarygodny czynnik prognostyczny zmian aktywności dendrytycznej. Badacze ocenią znaczenie czynnościowe tych wyników poprzez doświadczenia na gryzoniach. Przeprowadzą różne doświadczenia na gryzoniach podczas budzenia i ocenią zmiany w aktywności dendrytycznej podczas cyklów sen-przebudzenie i ich wpływ na plastyczność synaptyczną. Wyniki projektu powinny wyjaśnić wpływ aktywności dendrytycznej i snu na ważne funkcje, takie jak uczenie się i pamięć, jak również plastyczność synaptyczna. To powinno umożliwić pozyskanie nowych środków finansowych na przyszłą działalność badawczą nad zaburzeniami snu i uczenia się.
Słowa kluczowe
Cykle sen-przebudzenie, funkcja poznawcza, dendryt, plastyczność, włókno optyczne, wapń