Швейцарские нейробиологи установили, что фаза быстрого сна позволяет более эффективно перераспределять ресурсы мозга за счет подавления механизмов терморегуляции. Им даже удалось найти конкретный тип нервных клеток в гипоталамусе, которые инициируют этот процесс.
Наш ночной сон состоит из пяти фаз, которые сменяют друг друга несколько раз за ночь, имея определенную цикличность. Принципиально их можно объединить в две большие группы – медленный сон и быстрый сон. Последний занимает примерно четверть всего времени ночного отдыха и отличается тем, что во время него глаза под закрытыми веками начинают интенсивно двигаться, в мозге возрастает концентрация возбуждающих нейромедиаторов, но при этом мышцы максимально расслаблены, а температура тела падает. До сегодняшнего дня оставалось неясным, почему механизмы, контролирующие температуру тела, вдруг начинают давать сбой.
Дело в том, что поддержание постоянной температуры тела – одна из самых энергозатратных функций как всего организма, так и мозга, в частности. Однако, когда температура внешней среды позволяет, можно «пригасить» терморегуляцию и, таким образом, освободить дополнительные ресурсы для других важных процессов. Помимо доказанной роли быстрого сна в консолидации памяти (перезаписи воспоминаний из кратковременной в долговременную память) Маркус Шмидт (Markus Schmidt) из Бернского университета выдвинул гипотезу, что эта фаза выступает еще и в роли именно такого регулятора.
И эту гипотезу теперь удалось подтвердить. Исследователи обнаружили в гипоталамусе небольшую популяцию нейронов меланин-концентрирующего гормона (MCH), которая, как оказалось, увеличивает длительность быстрого сна в ответ на комфортную температуру среды. Ученые воспользовались методом оптогенетики, чтобы выборочно отключать эти нейроны, и выяснили, что если они не работали – настройки быстрого сна относительно температуры не происходило. Это же продемонстрировали и на генетически измененных мышах, у которых удалили ген рецептора MCH.
«Наше открытие показывает, что количество и время быстрого сна точно настраиваются относительно нашего непосредственного окружения, когда нам не требуется терморегуляция. … И функция быстрого сна заключается еще и в том, чтобы запускать важные процессы мозга, особенно в те моменты, когда нам не нужно тратить энергию на терморегуляцию, что оптимизирует использование энергетических ресурсов», — отмечают авторы.
Подробности исследования можно найти в журнале Current Biology.
Текст: Анна Хоружая