Исследование показало, что в период быстрой фазы сна у мышей рос объем крови в мозге и увеличивалась концентрация пирувата в астроцитах, а уровень аденозинтрифосфата (АТФ) в нейронах, напротив, падал. Эту информацию 28 июля опубликовал журнал Medical Xpress.
Ученые проанализировали, каким образом перераспределяются энергетические ресурсы головного мозга в процессе естественного сна. В опытах участвовали 15 взрослых самцов мышей. Для сохранения прозрачности черепной коробки применялась ультрафиолетовая отверждаемая смола, а наблюдение за корой мозга велось с помощью широкопольной флуоресцентной визуализации.
В фазе медленного сна колебания мозговой активности в тета-диапазоне давали возможность предсказывать локальные перемены в объеме крови через несколько секунд. Это свидетельствует о том, что сосудистые реакции увязываются с текущей нейронной активностью и их метаболическими запросами.
При приближении к REM-сну ситуация становилась иной. Примерно за 50 секунд до его наступления объем крови в мозге начинал расти. Это явление стартовало в задних зонах коры и где-то за 15 секунд охватывало передние. Исследователи считают, что так мозг может проходить предварительную метаболическую подготовку к фазе быстрого сна.
С наступлением REM-сна в астроцитах регистрировался рост пирувата — компонента, участвующего в усвоении доставленной кровью глюкозы. В то же время, невзирая на возросший объем крови, концентрация АТФ в нейронах уменьшалась. Известно, что именно АТФ выступает ключевым переносчиком энергии для клеточных процессов.
Исследователи допускают, что нейроны могут ускоренно тратить АТФ на реорганизацию синаптических связей, обмен данными между гиппокампом и корой или на переход обширных нейросетей в другое состояние. Не исключены также сдвиги в переносе метаболитов от астроцитов к нейронам и в функционировании митохондрий. Впрочем, экспериментально эти механизмы подтверждены еще не были.
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 ее замечанию, продолжительная нехватка сна влечет за собой разлад работы всех систем организма, причем в первую очередь страдает нервная система.