Сон млекопитающих имеет циклический характер: фаза быстрого сна (REM) сменяется фазой медленного, который, в свою очередь, состоит из нескольких стадий, затем цикл повторяется. В Лозаннском университете провели исследование, в котором выяснили, что управляет фазами сна. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
В экспериментах на мышах установлено, что переключателем фаз сна служит голубое пятно — область в стволе мозга. Уже известно, что это центр выработки норадреналина, предназначенный для реагирования на сложные ситуации в состоянии бодрствования.
Во сне его активность становится флуктуирующей, с пиками и спадами с интервалом около 50 секунд. Роль этой активности оставалась плохо изученной до сих пор. Благодаря внедрению передовых технологий нейробиологи смогли целенаправленно воздействовать на нейронные пути в этой области мозга у мышей.
«Мы обнаружили, что как пики, так и спады флуктуирующей активности голубого пятна играют ключевую роль в организации сна. Это новый структурный элемент сна — он функционирует как часы», — рассказал нейроинженер Георгиос Фустукос.
Во время пиков активности голубого пятна часть подкоркового мозга переходит в состояние, более похожее на бодрствование, что позволяет бессознательно следить за окружающей средой и потенциальными опасностями — и в случае ЧП немедленно проснуться.
«Другими словами, мозг находится в полубодрствующем состоянии на подкорковом уровне, в то время как на корковом уровне он спит», — пояснила руководившая исследованием профессор Анита Люти.
И наоборот, во время спадов активности ГП возможен переход в фазу REM, в которой снятся сны.
Выяснилось также, что стрессовые переживания во время бодрствования увеличивают активность ГП, что задерживает наступление быстрого сна и фрагментирует медленный сон, вызывая слишком много пробуждений подкорковых и корковых частей мозга, ухудшая в конечном счете качество отдыха.
«Наши открытия могут помочь лучше понять нарушения сна, связанные с расстройствами психического здоровья вроде тревожности, или другие виды бессонницы. Более того, они открывают возможности для новых методов лечения, таких как использование ГП в качестве биомаркера для мониторинга и потенциальной коррекции циклов сна», — прокомментировала Люти.
Начато клиническое сотрудничество с университетской больницей Лозанны для оценки возможности применения данных, полученных в опытах на мышах, к человеческому сну.