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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Растение для очистки воздуха от канцерогенов 23.06.2020 Исследователи из Университета Вашингтона создали генно-модифицированное комнатное растение, которое поглощает молекулы хлороформа и бензола из воздуха, используя их для поддержания собственного роста. Ученые превратили сциндапсус или "чертов плющ" в биологический фильтр, который способен бороться с мельчайшими частицами, не улавливаемых традиционным оборудованием для очистки воздуха. Уникальные возможности растения обусловлены тем, что ему добавили ген, отвечающий за образование белка цитохра P450 2E1, который обычно вырабатывается печенью млекопитающих для нейтрализации токсинов. С его помощью организм превращает бензол в фенол, а хлороформ в углекислый газ и хлорид-ионы. Вредные канцерогены накапливаются в домах и могут провоцировать возникновение онкологических заболеваний. Однако модифицированный сциндапсус не просто нейтрализует их, но и использует для роста. Растение питается углекислым газом и хлорид-ионами, а из фенола формирует компоненты клеточных стенок. В ходе испытаний образцы обычных и ГМ-плющей на 11 дней закрывали в пробирках с загрязняющими веществами. В пробирках с обычными сциндапсусами концентрация газов с течением времени не менялась. Однако модифицированные растения всего за три дня уменьшили концентрацию хлороформа на 82%, а на шестые сутки практически полностью поглотили его. Хотя немного медленнее, но содержание бензола также снизилось: на 75% к восьмому дню. Несмотря на отличные показатели, фильтрация происходит пассивно, поэтому для эффективной очистки требуется циркуляция воздуха. Если растение будет просто стоять в углу комнаты, то оно, безусловно, очистит окружающее пространство, но без направленного потока вредным частицам из другого конца комнаты потребуется много времени, чтобы попасть на листья. Поэтому для быстрой фильтрации необходимо разместить сциндапсус под вентилятором, прогоняющим воздух через его листья. Ученые также работают и над методами борьбы с другими вредными газами. Команда из Университета Рутгерса создала электрокатализатор, превращающий CO2 в пластмассы, ткани и смолы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025