Local sleep in awake rats.
Local sleep in awake rats.
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DOI：
10.1038/nature10009
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发表时间：
2011-04-28
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Tononi, Giulio
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vyazovskiy, Vladyslav V.;Olcese, Umberto;Hanlon, Erin C.;Nir, Yuval;Cirelli, Chiara;Tononi, Giulio
当大脑处于清醒状态时，大脑皮层的神经元会不规则地放电，脑电图（EEG）显示出低振幅、高频波动。入睡后，神经元开始在“开”和“关”之间振荡，“开”和“关”期间，神经元会像清醒时一样放电，“关”期间，神经元会完全停止放电，脑电图显示出高振幅的慢波。但是长时间清醒后神经元放电会发生什么变化呢？我们在自由行为的大鼠身上显示，在长时间的清醒后，皮质神经元可以像在睡眠中一样短暂地“离线”，并伴随着局部脑电图的慢波。引人注目的是，神经元经常在一个皮质区域脱机，而在另一个区域则没有。在这些“局部睡眠”期间，其发生率随着清醒时间的延长而增加，大鼠显得清醒、活跃，并显示清醒脑电图。然而，它们在糖粒到达任务中逐渐受损。因此，尽管脑电图和行为都表明是清醒的，但皮层中的局部神经元群可能正在进入睡眠状态，这对表现产生了负面影响。
When the brain is awake, neurons in the cerebral cortex fire irregularly and the electroencephalogram (EEG) displays low amplitude, high frequency fluctuations. After falling asleep, neurons start oscillating between ON periods, when they fire as during wake, and OFF periods, when they stop firing altogether, and the EEG displays high amplitude slow waves. But what happens to neuronal firing after a long period of wake? We show here in freely behaving rats that, after prolonged wake, cortical neurons can go briefly “OFF line” as they do in sleep, accompanied by slower waves in the local EEG. Strikingly, neurons often go OFF line in one cortical area and not in another. During these periods of “local sleep”, whose incidence increases with wake duration, rats appear awake, active, and display a wake EEG. However, they are progressively impaired in a sugar pellet reaching task. Thus, though both the EEG and behavior indicate wakefulness, local populations of neurons in the cortex may be falling asleep, with negative consequences on performance.
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