Клетки мозга могут «спать» и «бодрствовать» in vitro

Ученые показали, что состояния сна и бодрствования свойственны не только мозгу человека и животных, но могут быть воспроизведены в лабораторных условиях в пробирке. Молекулярные механизмы регуляции этих двух состояний в нейронах и глие in vitro совпадают с контролем нейронных сетей in vivo.
Клетки мозга могут «спать» и «бодрствовать» in vitro
Нейрон и глия. Фото: Christopher Meade/Shutterstock /
1 минута

Ученые показали, что состояния сна и бодрствования свойственны не только мозгу человека и животных, но могут быть воспроизведены в лабораторных условиях в пробирке. Молекулярные механизмы регуляции этих двух состояний в нейронах и глие in vitro совпадают с контролем нейронных сетей in vivo.

Исследователи охарактеризовали культуру нейронов и глии при разных ситуациях: при развитии «в пробирке», после электрической стимуляции, при добавлении фактора некроза опухолей альфа (TNF) либо TNF вместе с электрической стимуляцией. Результаты показали роль нейронального интерлейкина-1, TNF и молекул АТФ, выделяемых при стимуляции при пребывании клеток в условных состояниях сна и бодрствования.

Электрическая стимуляция уменьшала измеряемые параметры, приводя систему клеток в состояние «бодрствования». Спустя сутки, гомеостаз восстанавливался, причем величина реакции зависела от предшествующего стимула. Добавление TNF вызывало условно более «глубокий сон». Электрическая стимуляция же нивелировала этот ответ и приводила к состоянию «бодрствования».

Исследование – первое свидетельство того, что сон возникает в малых нейронных сетях. «Прежде люди рассматривали сон как феномен функционирования мозга в целом – на основе теорий, которые часто содержат что-то вроде «происхожит чудо, а затем вы засыпаете», – говорит один из авторов исследования, профессор Университета штата Вашингтон (Washington State University) Джеймс Крюгер (James Krueger). В теории авторов исследования нет чудес – только маленькие участки мозга, колеблющиеся между сном и бодрствованием в зависимости от того, насколько активными им пришлось быть накануне. 

Источник:

We characterize sleep-like states in cultured neurons and glia during development in vitro, and after electrical stimulation, the addition of tumor necrosis factor alpha (TNF), and the combination of TNF plus electrical stimulation.

Wiley Online Library
Комментарии Cackle
У каждого второго госпитализированного с COVID-19 пациента развиваются осложнения Эпидемия У каждого второго госпитализированного с COVID-19 пациента развиваются осложнения
Ученые подчеркивают, что у молодых пациентов риск осложнений тоже высок
Почему индийский вариант дельта такой заразный? Ученые нашли ответ Эпидемия Почему индийский вариант дельта такой заразный? Ученые нашли ответ
Его способность передачи в 1,5 раза выше по сравнению с исходным вариантом

Подпишитесь на наши новости, чтобы получать их первыми