Мы знаем, что все звери от мышей до людей спят двухфазным сном: фаза медленного сна (у которой есть ещё несколько стадий) сменяется фазой быстрого сна, а после быстрого сна мозг либо на короткое время просыпается, либо снова входит в медленный сон.
Фазу быстрого сна называют ещё REM-сном, где REM — аббревиатура rapid eye movement, то есть быстрые движения глаз. Во время REM-сна можно заметить, как у спящего движутся глаза под веками; одновременно меняется дыхание, сердцебиение и электрическая активность мозга. Считается, что во время быстрого сна мы видим большую часть сновидений. Хотя сейчас уже известно, что они приходят и в медленном сне, тем не менее, именно быстрый сон порой называют ещё фазой сновидений.
В то же время до сих пор не вполне понятно, как именно происходит переход между медленным сном и быстрым. Мы писали, что для этого в нейронах должны работать мускариновые рецепторы к ацетилхолину — без них быстрый сон невозможен. Большую роль играет особая группа клеток продолговатого мозга, которые используют в качестве нейромедиатора ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) — по их сигналу фаза сна переключается с медленной на быструю.
В статье в Science сотрудники Цукубского университета пишут, что есть ещё один переключатель — дофамин. Причём не любой дофамин, а тот, который приходит в миндалевидное тело (амигдалу) от нейронов вентральной области покрышки. И вентральная область покрышки, и амигдала, которую называют эмоциональным центром мозга, входят в известную систему подкрепления, или систему вознаграждения, которая с помощью дофамина даёт нам почувствовать заслуженное удовольствие от проделанных усилий. Однако в мозге редко бывает так, что какая-то область занимается только какой-то одной задачей, да и дофамин, как известно, нужен не только для удовольствия.
Про амигдалу известно, что некоторые нейроны в ней активны во время быстрого сна. Новые эксперименты показали, что быстрый сон начинается вскоре после того, как в амигдале повышается уровень дофамина — а повышается он благодаря нейронам вышеупомянутой вентральной области покрышки, которые протягивают в амигдалу свои отростки. Когда эти нейроны стимулировали у спящих мышей, быстрый сон начинался через две минуты после засыпания, тогда как обычно переключение между медленным сном и REM-сном у них происходило через восемь минут. При регулярной же стимуляции дофаминовых нейронов доля REM-сна у мышей в целом увеличивалась.
Более того, если те же нейроны активировали у бодрствующих мышей, у них мгновенно отключались скелетные мышцы, а сами мыши сразу погружались в быстрый сон. То есть нервные клетки, переключающие фазы сна, могут быть ответственны в том числе за нарколепсию — так называют заболевание нервной системы, когда человек страдает от приступов непреодолимой сонливости, когда он может внезапно упасть и заснуть.
Впрочем, у людей тут могут быть свои особенности. С одной стороны, из-за некоторых препаратов в мозге у нас повышается уровень дофамина, что, однако, не приводит к нарколепсии и никак не усиливает REM-сон. С другой стороны, дофамин в таких случаях повышается не целенаправленно в какой-то отдельной области мозга, а везде; эффект от общего повышения дофамина, скорее всего, будет совсем иной. И вряд ли фазы сна переключает один только дофамин — переключателей явно несколько, и переход от медленной к быстрой фазе зависит от их согласованного действия.
Автор: Кирилл Стасевич