В норме у человека в определенном порядке чередуются несколько периодов быстрого и медленного сна разной длительности. Их последовательность называется структурой сна. Ученые из Швейцарии определили, активность какой зоны мозга влияет на эту структуру и позволяет ее регулировать.
Сон имеет ключевое значение для поддержания здоровья человека. От его недостатка, избытка или плохого качества могут появляться как физические (например, сахарный диабет второго типа), так и психические (депрессия, тревожное расстройство) заболевания. При этом достаточно спать, по данным недавних исследований, удается только 15% всех людей в мире.
Нейробиологи из Лозаннского университета в Швейцарии провели эксперимент на мышах и обнаружили, что за переходы между фазами быстрого и медленного сна отвечает голубое пятно (locus coeruleus) — участок голубоватого цвета в стволе мозга, который раньше был известен как центр выработки норадреналина и главный регулятор способности реагировать на сложные ситуации во время бодрствования. Результаты исследования появились в научном журнале Nature Neuroscience.
Авторы публикации целенаправленно воздействовали на нейронные пути в голубом пятне мышей и анализировали его влияние на организм. Оказалось, когда активность этой зоны мозга низкая, она определяет момент перехода от медленного сна к быстрому.
«Мы обнаружили, что как пики, так и спады колеблющейся активности голубого пятна играют ключевую роль в организации сна. Это новый структурный элемент сна, он функционирует в некотором роде как часы», — пояснили авторы исследования.
Повышение активности голубого ядра приводило к тому, что в мозг мыши поступало больше норадреналина, некоторые его участки становились более склонными к возбуждению, но организм фактически не пробуждался. Ученые отметили, что это новый, ранее неизвестный тип возбуждения, который повышает бдительность во время сна и в чрезвычайной ситуации позволяет быстро проснуться. По словам исследователей, в таком случае «мозг находится в полусонном состоянии на подкорковом уровне, а на уровне коры — в состоянии сна».
Важно, что стресс во время бодрствования у мышей мог нарушать сон. У них повышалась активность голубого пятна, задерживалось наступление фазы быстрого сна и возникали слишком частые пробуждения. Эта информация, по предположениям ученых, будет полезна при разработке новых методов борьбы с нарушениями сна.
«Наши открытия могут помочь лучше разобраться в нарушениях сна, связанных с психическими расстройствами, например тревогой. Более того, они открывают возможности для новых методов лечения, таких как использование активности голубого пятна в качестве биомаркера для мониторинга и, возможно, коррекции циклов сна», — подытожили авторы работы.
