Balázs Richárd
Hogyan hat az alvás az agyra?
Bár a válasz egyszerűnek tűnhet arra a kérdésre, hogy miért alszunk, valójában egyike az élet nagy rejtélyeinek. Most minden eddiginél szilárdabb bizonyítékokat szereztek az alvás funkciójáról - olyan folyamatokat tesz lehetővé az agy „háztartásában”, ami meggátolja az agy túltöltődését új emlékekkel, vélik a kutatók.
Minden eddig tanulmányozott állatnál megfigyelhető az alvás, ennek oka azonban nehezen megfogható. Azok a laboratóriumi patkányok, melyeket nem hagytak aludni, egy hónapon belül elpusztultak, azok az emberek pedig, akik néhány napot alvás nélkül töltenek, elkezdenek hallucinálni, sőt epilepsziás rohamok is előfordulhatnak. Az egyik elv szerint az alvás segít az új emlékek megszilárdításában. Bizonyított, hogy a teszteken jobban teljesítenek azok, akik aludtak tanulás után. Tudjuk, hogy a friss emlékek az agysejtek közötti kapcsolatok megerősítésével rögzülnek az ébrenlét stádiumában, az alvás közben lezajló memória folyamatok azonban tisztázatlanok maradtak.
Egyre erősödik az az elmélet, mely szerint az alvás feladata az agy kapcsolódásainak megtisztítása, helyet teremtve a következő nap friss emlékeinek. "Az alvás a tanulás ára" - fogalmazta meg Giulio Tononi, a Wisconsin-Madison Egyetem kutatója, az elmélet kifejlesztője. Tononi igazáról minden eddiginél közvetlenebb bizonyítékot szolgáltatott. Csapatával megmérte egerek agyának metszeteit felhasználva a kapcsolódások, másnéven a szinapszisok hosszát. Az alvás utáni mintákból vett szinapszisok 18 százalékkal rövidebbek voltak az alvás előttieknél, bizonyítva, hogy a neuronok közötti szinapszisok meggyengültek az alvás alatt.
Tononi az Európai Idegtudományi Szövetség múlt héten, Koppenhágában megtartott ülésén számolt be felfedezéseiről. "Ez egy elképesztően elegáns elmélet" - fejezte ki elismerését Vladyslav Vyazovskiy, az Oxford Egyetem tudósa. Amennyiben az agyháztartási elmélet helytálló, megmagyarázhatja, miért nehezebb egy álmatlanul töltött éjszaka után koncentrálni és új ismereteket eltárolni. Valószínűleg kisebb a kapacitásunk az új élmények kódolására. A felfedezés azt sugallja, hogy a tanulás utáni alvás mellett a tanulás előtti alvás is fontos. A kutatás arra is magyarázatot ad, hogy ha megszakad az alvásunk éjszaka, miért érezzük kevésbé frissnek magunkat másnap. Vannak közvetett bizonyítékok is a mély alvás áldásos hatásaira a szinapszisok „visszametszésében”.
Korábban is találtak már bizonyítékokat az agyháztartás elméletre. Például EEG felvételek bizonyítják, hogy az emberi agy elektromosan kevésbé reagál a nap kezdetén - egy kellemes éjszakai alvás után - mint a végén. Mindez ugyancsak arra utal, hogy a kapcsolódások gyengültek. A patkányokban a szinapszisok működtetésében szerepet játszó AMPA receptor nevű molekula szintjei alacsonyabbak az ébredési szakaszban. A legújabb metszetvizsgálatok, amik szerint a szinapszisok kisebbek lesznek, a legközvetlenebb bizonyítékok az agyháztartás elmélet helyességére, állítja Vyazovskiy. "A szerkezeti bizonyíték fontos. Ezt kevésbé befolyásolják más zavaró tényezők" - tette hozzá.
Tononiék munkája nem akármilyen kihívás volt, a parányi agyszövet darabok összegyűjtése, majd rendkívüli vékonyságú metszetekre szeletelése, és mindebből egy háromdimenziós modell elkészítése a szinapszisok azonosításához hét kutató négyévi munkájába került. A csapat azt is felfedezte, hogy egyes szinapszisok védettnek tűnnek - méretük nem változik az alvással. Tononi szerint olyan, mintha az agy itt őrizné a legfontosabb emlékeket. "Ami számít, megmarad" - összegzett.
Minden eddig tanulmányozott állatnál megfigyelhető az alvás, ennek oka azonban nehezen megfogható. Azok a laboratóriumi patkányok, melyeket nem hagytak aludni, egy hónapon belül elpusztultak, azok az emberek pedig, akik néhány napot alvás nélkül töltenek, elkezdenek hallucinálni, sőt epilepsziás rohamok is előfordulhatnak. Az egyik elv szerint az alvás segít az új emlékek megszilárdításában. Bizonyított, hogy a teszteken jobban teljesítenek azok, akik aludtak tanulás után. Tudjuk, hogy a friss emlékek az agysejtek közötti kapcsolatok megerősítésével rögzülnek az ébrenlét stádiumában, az alvás közben lezajló memória folyamatok azonban tisztázatlanok maradtak.
Egyre erősödik az az elmélet, mely szerint az alvás feladata az agy kapcsolódásainak megtisztítása, helyet teremtve a következő nap friss emlékeinek. "Az alvás a tanulás ára" - fogalmazta meg Giulio Tononi, a Wisconsin-Madison Egyetem kutatója, az elmélet kifejlesztője. Tononi igazáról minden eddiginél közvetlenebb bizonyítékot szolgáltatott. Csapatával megmérte egerek agyának metszeteit felhasználva a kapcsolódások, másnéven a szinapszisok hosszát. Az alvás utáni mintákból vett szinapszisok 18 százalékkal rövidebbek voltak az alvás előttieknél, bizonyítva, hogy a neuronok közötti szinapszisok meggyengültek az alvás alatt.
Tononi az Európai Idegtudományi Szövetség múlt héten, Koppenhágában megtartott ülésén számolt be felfedezéseiről. "Ez egy elképesztően elegáns elmélet" - fejezte ki elismerését Vladyslav Vyazovskiy, az Oxford Egyetem tudósa. Amennyiben az agyháztartási elmélet helytálló, megmagyarázhatja, miért nehezebb egy álmatlanul töltött éjszaka után koncentrálni és új ismereteket eltárolni. Valószínűleg kisebb a kapacitásunk az új élmények kódolására. A felfedezés azt sugallja, hogy a tanulás utáni alvás mellett a tanulás előtti alvás is fontos. A kutatás arra is magyarázatot ad, hogy ha megszakad az alvásunk éjszaka, miért érezzük kevésbé frissnek magunkat másnap. Vannak közvetett bizonyítékok is a mély alvás áldásos hatásaira a szinapszisok „visszametszésében”.
Korábban is találtak már bizonyítékokat az agyháztartás elméletre. Például EEG felvételek bizonyítják, hogy az emberi agy elektromosan kevésbé reagál a nap kezdetén - egy kellemes éjszakai alvás után - mint a végén. Mindez ugyancsak arra utal, hogy a kapcsolódások gyengültek. A patkányokban a szinapszisok működtetésében szerepet játszó AMPA receptor nevű molekula szintjei alacsonyabbak az ébredési szakaszban. A legújabb metszetvizsgálatok, amik szerint a szinapszisok kisebbek lesznek, a legközvetlenebb bizonyítékok az agyháztartás elmélet helyességére, állítja Vyazovskiy. "A szerkezeti bizonyíték fontos. Ezt kevésbé befolyásolják más zavaró tényezők" - tette hozzá.
Tononiék munkája nem akármilyen kihívás volt, a parányi agyszövet darabok összegyűjtése, majd rendkívüli vékonyságú metszetekre szeletelése, és mindebből egy háromdimenziós modell elkészítése a szinapszisok azonosításához hét kutató négyévi munkájába került. A csapat azt is felfedezte, hogy egyes szinapszisok védettnek tűnnek - méretük nem változik az alvással. Tononi szerint olyan, mintha az agy itt őrizné a legfontosabb emlékeket. "Ami számít, megmarad" - összegzett.