В фазе быстрого сна у мышей наблюдалось возрастание объема крови в головном мозге и концентрации пирувата в астроцитах, в то время как содержание аденозинтрифосфата (АТФ) в нейронах сокращалось. Эти данные были опубликованы 28 июля в издании Medical Xpress.
Авторы исследования проанализировали, каким образом распределяются энергетические ресурсы мозга в процессе естественного сна. В эксперименте участвовали 15 взрослых самцов мышей. Сохраняя прозрачность их черепа с применением ультрафиолетовой отверждаемой смолы, ученые вели наблюдение за корой мозга при помощи широкопольной флуоресцентной визуализации.
В периоде медленного сна колебания мозговой активности в тета-диапазоне давали возможность предсказать локальные перемены объема крови с отсрочкой в несколько секунд. Это свидетельствует о том, что сосудистые реакции адаптируются к текущей нейронной активности и связанным с ней метаболическим запросам.
Перед вхождением в REM-сон картина изменялась. Приблизительно за 50 секунд до его запуска объем крови в мозге начинал расти. Явление зарождалось в затылочных областях коры и затем примерно за 15 секунд охватывало лобные зоны. По предположению исследователей, это может являться элементом заблаговременной метаболической настройки мозга к быстрой фазе сна.
С наступлением REM-фазы в астроцитах увеличивался уровень пирувата — компонента, участвующего в утилизации поступившей из крови глюкозы. Параллельно концентрация АТФ в нейронах падала, невзирая на возросший кровоток. АТФ выступает главным энергоносителем для клеточных процессов.
Исследователи допускают, что нейроны могут ускоренно тратить АТФ на реорганизацию синаптических связей, информационный диалог между гиппокампом и корой либо смену состояний крупных нейросетей. Не исключены и преобразования в переносе метаболитов от астроцитов к нейронам и в функционировании митохондрий. Однако экспериментального подтверждения этим механизмам пока не получено.
По словам Юсукэ Такахаси, одного из авторов работы, REM-сон демонстрирует, как мозг может перераспределять энергетические ресурсы для поддержки сложной внутренней обработки информации. При этом результаты не доказывают, что яркие сновидения вызывают усталость у человека. Работа проводилась только на мышах и описывает клеточные процессы во время фазы быстрого сна, а субъективное самочувствие после пробуждения исследователи не оценивали.
Невролог «СМ-Клиники» Елена Зубарева предупредила 19 марта об опасных последствиях, к которым может приводить дефицит сна. По словам врача, длительный дефицит сна приводит к дисбалансу в работе всех систем организма, а прежде всего страдает нервная система.