Нейронный переключатель, который отправляет нас спать

Переключатель, регулирующий деятельность части нейронов, и отвечающий за состояние сонливости, найден в головном мозге плодовых мушек. Эти нейроны находятся в состоянии возбуждения, когда мы устали и нуждаемся в отдыхе, и переходят в спокойное состояние, когда мы хорошо отдохнули.

И хотя исследование было проведено на плодовых мушках (дрозофилах), учёные считают, что аналогичный механизм сна, скорее всего, имеется и у человека.

Организм использует два механизма для регулирования сна. Одним из них являются биологические часы, которые настраивают людей и животных на 24-часовой цикл дня и ночи. Другим механизмом является «гомеостат сна»: некое устройство в мозге, которое отслеживает наши часы бодрствования и клонит нас в сон, когда организму нужно отдохнуть. Этот механизм представляет собой группу нейронов, независящую от внешних факторов. Когда он выключен или не используется, дефицит сна нарастает.

В ходе проведённого исследования была обнаружена критическая часть переключателя сна в мозге плодовых мушек.

Мушки прекращают движение, когда они спят, и требуется беспокоить их, чтобы заставить бодрствовать. Лишённые сна мухи склонны клевать носом и у них возникают когнитивные нарушения — появляются серьёзные проблемы в их обучении и проявляется дефицит памяти. Подобная потеря сна у людей приводит к сходным проблемам.

Профессор Мизенбок, в лаборатории которого проводилось исследование, поясняет: «Гомеостат сна похож на термостат отопления в вашем доме. Термостат измеряет температуру и, если слишком холодно, включается отопление. Гомеостат сна подсчитывает, как долго мушка была активна и, если это необходимо, активирует переключатели на небольшой группе специализированных клеток в головном мозге. Генерируемый этими нервными клетками электрический сигнал заставляет мушку спать».

У мутантных мушек исследователи смогли обнаружить ключевой молекулярный компонент электрического выключателя деятельности, при его нарушении «снотворные» нейроны всегда выключены, вызывая тем самым бессонницу.