Een team van onderzoekers met banden met instellingen in Brazilië, Portugal en Spanje hebben bewijs gevonden van een continue faseovergang in de hersenen van ratten wanneer ze van slaap naar wakker gaan. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hun onderzoek naar slapende ratten en wat ze vonden.

De hersenen gaan door een soort overgang naar de slaap en dan weer bij het ontwaken, maar de soorten overgangen die optreden zijn nog grotendeels onbekend. Sommige onderzoekers hebben gesuggereerd dat het proces percolatie-achtige faseovergangen lijkt te omvatten. Ook, eerder onderzoek heeft aangetoond dat de hersenactiviteit in de twee staten verschillend is. Er zijn synchrone pieken als je wakker bent, en asynchrone pieken tijdens het slapen. In deze nieuwe poging de onderzoekers bekeken de daadwerkelijke overgang zoals deze in realtime plaatsvond in rattenhersenen.

Het werk omvatte het observeren en meten van hersensignalen in de hersenschors terwijl verschillende ratten van waakzaamheid naar slaap gingen - sommigen werden verdoofd en anderen mochten op natuurlijke wijze in slaap vallen. Het team observeerde wat ze omschrijven als lawines van activiteit, waarin er helemaal geen pieken waren (stilte), gevolgd door een periode van snelle opeenvolging van pieken, gevolgd door weer stilte. De onderzoekers beschreven het aantal spikes in een lawine als de grootte ervan; de hoeveelheid tijd dat het duurde werd gedefinieerd als zijn levensduur. Vervolgens analyseerden ze de gegevens wiskundig. Door dit te doen, ze ontdekten dat de pieken in de lawines de machtswetten volgden. Ze suggereren dat deze schaalinvariantie aangeeft, wat in wiskundige termen betekent dat er een kritiek punt is bereikt. De gegevens toonden aan dat rattenhersenen een continue faseovergang ondergaan, die de percolatietheorieën verzacht.

De onderzoekers herhaalden hun experimenten op apen en muizen en melden dat ze vergelijkbare machtswetverdelingen hebben gevonden. Ze ontdekten ook dat de exponenten in de machtswetten die ze toepasten niet dezelfde waren als die in eerdere experimenten. Ze suggereren dat dit aangeeft dat faseovergangen die verband houden met de slaapcyclus in een andere 'universitaire klasse' horen.

© 2019 Wetenschap X Netwerk