Защитный механизм сна

15.09.2025

Сон остается одной из самых загадочных функций организма, и на протяжении десятилетий ученые искали объяснение тому, почему живые существа не могут обходиться без ночного отдыха. Современные исследования все больше указывают на то, что разгадка кроется не только в работе нервной системы, но и в энергетическом обмене внутри клеток.

В свежей работе специалистов Оксфордского университета показано, что потребность во сне напрямую связана с энергетическим дисбалансом, возникающим в клетках мозга. Когда уровень этого дисбаланса превышает определенный порог, организм словно получает сигнал о необходимости отключиться и восстановить силы.

Главная роль в этом процессе принадлежит митохондриям - органоидам, которые превращают кислород и питательные вещества в энергию. При чрезмерной нагрузке они начинают пропускать электроны, в результате чего образуются активные формы кислорода. Эти агрессивные молекулы могут повреждать ткани, и именно тогда срабатывает механизм, вынуждающий организм погрузиться в сон. Как отметил Раффаэле Сарнатаро, избыточные электроны превращаются в опасные соединения, и сон позволяет клеткам восстановить равновесие и предотвратить разрушение.

Эксперименты на плодовых мушках подтвердили, что в мозге существуют нейроны, работающие как своеобразные выключатели. Они реагируют на утечку электронов и активируют состояние сна. Ученые даже сумели управлять этим процессом, изменяя поток электронов искусственно. Более того, замена электронного потока световой энергией при помощи специальных белков вызывала аналогичный эффект: чем больше энергии получала клетка, тем выше была вероятность перехода к сну.

Геро Мизенбек, один из авторов исследования, подчеркнул, что механизм сна может быть встроен в сам процесс аэробного метаболизма. Когда утечка электронов достигает критического уровня, клетки запускают защитную программу, переводя мозг в режим восстановления. Таким образом, сон приобретает ясное биофизическое объяснение, связывая метаболизм с процессами старения.

Практические выводы исследования выходят далеко за пределы теоретической биологии. Известно, что мелкие животные, которые интенсивнее потребляют кислород, как правило, спят дольше и живут меньше. Люди, страдающие митохондриальными заболеваниями, нередко сталкиваются с хронической усталостью, и теперь этот факт можно объяснить теми же механизмами, которые регулируют сон.

Сарнатаро подчеркивает, что это открытие приближает нас к ответу на один из ключевых вопросов науки: зачем нужен сон? Вероятно, ответ заключается в том, как наш организм превращает кислород в энергию, и именно этот процесс диктует необходимость регулярного отдыха.

<< Назад: Кривые солнечные панели 16.09.2025

>> Вперед: Защищенный смартфон Ulefone Armor 29 Pro Thermal 15.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Силикон вместо меди 12.02.2013 Команда исследователей из IBM и Dow Corning Electronics заявляет об открытии, которое позволит силикону (silicone) вытеснить медь при создании быстрых энергоэффективных фотонных связей на печатных платах. Команда продемонстрировала оптические волноводы, использующие фотонный полимер, на конференции Photonics West 2013 в начале февраля. IBM заявляет, что ее совместная с Dow Corning работа обеспечивает интегрированный подход к оптическим связям, подобно тому как сейчас металлические проводники проводят электрические сигналы на радиционных печатных платах. Полимерные волноводы из силикона обладают "высокой гибкостью и устойчивостью к высоким температурам", утверждает Берт-Жан Оффрайн (Bert-Jan Offrein), менеджер Photonics Research Group в IBM Research (Цюрих). Оффрайн сообщил, что ни скручивания, ни деформации не наблюдалось на изгибах радиусом до 1 мм, а также в экстремальных условиях работы при влажности 85% и температуре +85°C. Силикон позволяет использовать тот же базовый элемент, что и в КМОП кристаллах, - кремний - но в гибкой форме, что позволяет передавать пучок света через изгибы и повороты с очень малыми искажениями. В результате, можно изготовить очень быстрые и энергоэффективные фотонные межсоединения, способные передавать эксабайты данных, необходимые для будущих дата-центров и суперкомпьютеров. Эрик Питерс (Eric Peeters), вице-президент Dow Corning Electronic Solutions, предсказал, что новый материал позволит "создать на плате связи на основе силикона, которые быстро вытеснят общепринятые методы передачи электронных сигналов". Силиконовый полимер рождается как жидкость подобно другим оптическим материалам, таким как стекло, но будучи оставленным в нормальных атмосферных условиях, застывает менее чем за 45 минут. Материал также показал отличную адгезию к традиционным материалам печатных плат, таким как полиимид, имеет потери не более 0,03 дБ на сантиметр, остается стабильным более 2000 часов при высокой температуре и влажности, выдерживает 500 температурных циклов в диапазоне -18...+120°C. Презентация на Photonics West "Стабильный и легкообрабатываемый оптический силикон для полимерных волноводов с низкими потерями" была представлена Брэндоном Сватовски (Brandon Swatowski), инженером проекта в Dow Corning Electronics Solutions.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026