Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện của họ, được công bố trên tạp chí Nature , cung cấp cái nhìn sâu sắc về vai trò của giấc ngủ, nhưng vẫn để lại một câu hỏi mở xung quanh chức năng của nửa sau của giấc ngủ đêm.

Giấc ngủ từ lâu được xem là trụ cột của sức khoẻ não bộ.

Các nhà nghiên cứu tại London's Global University (ULC - Anh Quốc) cho biết nghiên cứu này ủng hộ Giả thuyết cân bằng nội môi khớp thần kinh, một lý thuyết quan trọng về mục đích của giấc ngủ, trong đó đề xuất rằng giấc ngủ đóng vai trò như một sự thiết lập lại cho não.

Tác giả chính, Giáo sư Jason Rihel (Khoa Tế bào & Sinh học Phát triển thuộc ULC) cho biết: "Khi chúng ta thức, các kết nối giữa các tế bào não trở nên mạnh mẽ và phức tạp hơn. Nếu hoạt động này tiếp tục không suy giảm, nó sẽ không bền vững về mặt năng lượng. Quá nhiều kết nối tích cực giữa tế bào não có thể ngăn chặn các kết nối mới được tạo ra vào ngày hôm sau.

"Mặc dù chức năng của giấc ngủ vẫn còn bí ẩn, nhưng nó có thể đóng vai trò như một khoảng thời gian 'ngoại tuyến' khi những kết nối đó có thể bị suy yếu trong não, để chuẩn bị cho chúng ta học những điều mới vào ngày hôm sau."

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng cá ngựa vằn trong suốt về mặt quang học, với các gen cho phép dễ dàng chụp ảnh các khớp thần kinh (cấu trúc giao tiếp giữa các tế bào não). Nhóm nghiên cứu đã theo dõi cá qua nhiều chu kỳ ngủ-thức.

Các kết nối thần kinh được "xả stress" để chuẩn bị cho những điều mới vào hôm sau.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các tế bào não có được nhiều kết nối hơn trong thời gian thức và sau đó mất đi khi ngủ. Họ phát hiện ra rằng điều này phụ thuộc vào áp lực giấc ngủ (nhu cầu ngủ) mà con vật đã tạo ra trước khi được phép nghỉ ngơi; nếu các nhà khoa học không cho cá ngủ thêm vài giờ nữa thì các kết nối sẽ tiếp tục tăng cho đến khi con vật có thể ngủ được.

Giáo sư Rihel nói thêm: “Nếu các mô hình chúng tôi quan sát được là đúng ở người thì phát hiện của chúng tôi cho thấy rằng việc tái cấu trúc các khớp thần kinh này có thể kém hiệu quả hơn trong giấc ngủ ngắn giữa ngày, khi áp lực giấc ngủ vẫn còn thấp, thay vì vào ban đêm, khi chúng ta thực sự cần giấc ngủ."

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sự sắp xếp lại các kết nối giữa các tế bào thần kinh này hầu hết xảy ra trong nửa đầu giấc ngủ hàng đêm của động vật. Điều này phản ánh mô hình hoạt động sóng chậm, là một phần của chu kỳ giấc ngủ mạnh nhất vào đầu đêm.

Tác giả dẫn đầu nghiên cứu - Tiến sĩ Anya Suppermpool (Sinh học Tế bào & Phát triển UCL và Viện Tai UCL) cho biết: "Phát hiện của chúng tôi tăng thêm sức thuyết phục cho lý thuyết rằng giấc ngủ có tác dụng làm giảm các kết nối trong não, chuẩn bị cho việc học tập nhiều hơn và các kết nối mới vào ngày hôm sau. Nhưng nghiên cứu của chúng tôi còn một khuyết điểm là chưa thể cung cấp bất cứ điều gì về những gì xảy ra vào nửa sau của đêm. Có những giả thuyết khác cho rằng giấc ngủ là thời gian để loại bỏ chất thải trong não hoặc sửa chữa các tế bào bị hư hỏng - có lẽ các chức năng khác sẽ được kích hoạt trong thời gian thứ hai, sau nửa đêm."