Nature: некоторые преимущества сна можно получить, не засыпая

Фото из открытых источников

Возможно, однажды станет возможным получать некоторые преимущества сна, не закрывая глаз. Стимуляция определённой активности мозга у бодрствующих мышей привела к некоторым эффектам, аналогичным глубокому сну, включая улучшение памяти. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

«Должно быть возможно, по крайней мере теоретически и в некоторой степени, воспроизвести эти результаты у нашего вида», — говорит Владислав Вязовский из Оксфордского университета, который не принимал участия в исследовании. «Было бы интересно изучить, может ли искусственное стимулирование этой активности в часы бодрствования у людей привести к субъективному ощущению большей свежести и отдохнувшего состояния после этого».

Считается, что сон является важным способом для мозга выполнять большую часть своей работы по поддержанию жизнедеятельности. Это включает в себя синаптический гомеостаз — процесс, в ходе которого мозг очищает тысячи новых нейронных связей, созданных в течение дня, — сохраняя важные и ослабляя или удаляя те, которые не так необходимы.

Во время фазы медленного сна (NREM) — глубокого сна, составляющего около 80 процентов сна у взрослых, — кора головного мозга многократно одновременно посылает сигналы, а затем отключает эти нейроны, что называется медленноволновой активностью во время сна. «Это связано с синаптическим гомеостазом и может быть ключевым механизмом, лежащим в основе восстановительных функций сна», — говорит Кьяра Чирелли из Университета Висконсина в Мэдисоне.

Чирелли и ее коллеги задались вопросом, можно ли подтолкнуть небольшую часть коры головного мозга к переходу в это глубокое состояние сна, пока человек еще бодрствует. Некоторые животные делают это естественным образом, например, дельфины, утки и морские котики, у которых одна половина мозга переходит в фазу медленного сна, в то время как другая остается бодрствующей и настороженной в отношении хищников.

Чтобы проверить, можно ли вызвать аналогичное состояние, исследователи генетически модифицировали мышей таким образом, чтобы их нейронную активность можно было отключать с помощью света. Они имплантировали зонд в одну половину мозга мышей и держали их в состоянии бодрствования в течение пяти часов, предлагая им новые предметы для исследования. Ближе к концу этого периода световой зонд многократно включали и выключали в течение 30 минут, имитируя фазу медленного сна (NREM).

После этого, когда мышам разрешили поспать, записи активности мозга показали, что стимулированная сторона мозга не проявляла обычных признаков истощения, вызванного недосыпанием. «Поскольку эта небольшая часть мозга очищалась в состоянии бодрствования, ей больше не требовался дополнительный глубокий сон», — говорит Чирелли.

Магний называют «суперминералом момента», восхваляемым за его предполагаемые преимущества для мозга и тела. Но обозреватель Элис Кляйн считает, что доказательства многих из этих утверждений недостаточны.

Затем исследователи задались вопросом, улучшает ли принудительный сон в состоянии бодрствования память. Поэтому они поместили генетически модифицированных мышей в квадратную коробку с ковром, имеющим одинаковую текстуру с обеих сторон контейнера. После 15 минут исследования пространства мышей разделили на две группы: группу, подвергавшуюся сонливости в течение 1 часа, и группу, подвергавшуюся сонливости в течение 1 часа, но получавшую искусственную стимуляцию глубокого сна.

На следующий день мышей вернули в коробку, но одна сторона контейнера приобрела новую текстуру. Мыши, естественно, тянутся к новизне, поэтому исследователи измерили, насколько хорошо они запомнили старую среду, по количеству времени, проведенного на новой стороне. Они обнаружили, что мыши, подвергавшиеся сонливости и не получавшие стимуляции, испытывали трудности с различением новой и старой сторон, в то время как как группа, подвергавшаяся сонливости, так и мыши, подвергавшиеся сонливости и получавшие стимуляцию, проводили больше времени на новой стороне.

Команда планирует изучить, могут ли подобные эффекты наблюдаться у людей, если эта активность мозга будет вызвана неинвазивным способом с помощью транскраниальной электрической стимуляции. Однако Вязовский подчеркивает, что сон, вероятно, никогда не сможет быть заменен. «Сон бывает двух видов – NREM и REM [быстрое движение глаз] – и мы до сих пор не знаем, что именно в чередовании этих двух состояний делает сон полноценным», – говорит он.