Пятно бессонницы

Все большее число людей страдает расстройствами сна, несущими риски для здоровья. Однако механизмы их далеко не выяснены. У млекопитающих сон включает две чередующиеся фазы: с быстрыми и медленными движениями глаз. Что управляет их чередованием, пока непонятно. В нормальных условиях медленный сон человека состоит из четырех отдельных стадий, которые включают в себя самые глубокие его периоды. Во время длительного сна обычно происходит согласованное чередование фаз. Быстрый сон длится около четверти ночи и связан с высокой активностью мозга, со сновидениями.

Исследование, проведенное под руководством профессора биомедицинского факультета Лозаннского университета Аниты Люти (Anita Lüthi), впервые показывает, что в организации сна участвует область ствола мозга, называемая голубым пятном (locus coeruleus). Она известна нейрофизиологам как основной регулятор реакций на сложные ситуации во время бодрствования. Это центр выработки норадреналина — основного гормона, определяющего нашу способность отвечать на вызовы окружающей среды, который активизирует режим когнитивного бодрствования.

Ученые провели эксперименты на мышах, во время которых целенаправленно воздействовали на нейронные пути в пятне. Оказалось, что его ритмичная активность синхронизует ритмы быстрого и медленного сна. Во время пиков активности пятна и выделения норадреналина часть подкорки мозга переходит в состояние возбуждения, но весь организм не просыпается. Это позволяет бессознательно, но бдительно следить за окружающей средой и потенциальными опасностями. Другими словами, мозг наполовину бодрствует на подкорковом уровне, а на корковом — спит. Это обеспечивает окончательное и быстрое пробуждение при чрезвычайной ситуации.

Нейрофизиологи также обнаружили, что стресс, которому подвергались мыши во время бодрствования, может увеличить активность пятна и нарушить их последующий сон. Дневные переживания касаются и подкорковых, и корковых отделов мозга. Они задерживают наступление быстрого сна и нарушают медленный, вызывая слишком частые пробуждения.

Исследование также помогает понять сон через эволюцию видов. В отличие от млекопитающих некоторые древние животные, например рептилии, не обладают двумя четко различающимися фазами сна. Другие виды рептилий имеют похожие режимы сна, которые сменяют друг друга примерно каждые 50 секунд. Возможно, у них существуют предпосылки двух фаз млекопитающих.

Голубое пятно можно использовать как биомаркер для мониторинга и коррекции циклов сна, поэтому Анита Люти надеется, что результаты ее группы помогут в лечении расстройств сна и отдыха, в том числе связанных с тревожностью и депрессией. Сейчас ученые изучают открытое ими явление по активности мозга у спящих пациентов Университетской больницы Лозанны (Nature Neuroscience).