В мозгу найден «переключатель сна»

В результате исследований, выполненных в лаборатории профессора Геро Мизенбока (Gero Miesenbӧck) Оксфордского Центра исследований нейронных связей и поведения (Oxford’s Center for Neural Curcuits and Behavior), был открыт молекулярный механизм переключения процессов сна и бодрствования в головном мозге. Хотя предметом исследования служили мухи-дрозофилы, ученые считают возможным экстраполировать его результаты и на человека.

Наступление сна регулируется двумя механизмами: один активируется под воздействием факторов внешней среды, в то время как другой «мониторирует» состояние внутренней среды организма.

Механизм, активируемый факторами внешней среды, получил название «биологических часов»; он отвечает за формирование у человека и других животных 24-часового цикла «сон-бодрствование».

Целью нового исследования являлось изучение внутреннего, «гомеостатического» механизма, который постоянно контролирует уровень активности мозга. Он «подсчитывает» число часов бодрствования, и при нарастании дефицита сна может «отдать команду» отхода ко сну.

Механизм «переключения» сна и бодрствования контролируется несколькими обеспечивающими сон нейронами, активирующимися, когда мы устали и хотим спать, и «выключающимися» в случае полного восстановления после продолжительного отдыха.

Хотя исследования были проведены на мухах-дрозофилах, их результаты справедливы и в отношении человека, — пояснил один из участников исследования, доктор Джеффри Донли (Jeffrey Donlea). — Такая же группа нейронов существует в нашем головном мозге. Эти нейроны проявляют электрическую активность во время сна, и так же, как в случае с дрозофилами, они являются мишенью для воздействия общих анестетиков, вызывающих медикаментозный сон. Таким образом, можно предположить, что молекулярный механизм возникновения сна у человека и дрозофил идентичен.

Профессор Мизенбок сравнил работу внутреннего механизма формирования сна с работой термостата, контролирующего температуру в системе центрального отопления в доме. Если в доме слишком холодно, термостат переключает свою температуру на более высокую. Точно также гомеостатический механизм сна оценивает продолжительность часов бодрствования, после чего при необходимости переключает небольшую группу специализированных клеток мозга.

Исследователи выявили ключевой молекулярный компонент, нарушенный у мушек-мутантов, который поддерживал нейроны, ответственные за наступление сна, постоянно в выключенном состоянии. Такие животные были не способны отсыпаться даже после бодрствования в течение всей ночи.

Ценность результатов исследования объясняется тем, что они могут помочь в разработке новых методов лечения нарушений сна, таких как инсомния. Следующим шагом научных разработок будет являться изучение внутренних триггерных сигналов, активируемых при наступлении сна в первую очередь, а также деятельности клеток, обеспечивающих сон, в течение периода бодрствования. Возможно, результаты исследования приблизят нас к ответу на фундаментальный вопрос: в чем же на самом деле заключается цель сна у человека?