Сон, будучи автономным процессом, не всегда подчиняется нашей воле. Засыпание и пробуждение контролируются двумя биологическими процессами.
Первый – это сонный гомеостаз, более известный, как «давление сна» и второй – циркадные ритмы, также известными, как биологические часы. Два этих процесса работают сообща для обеспечения хорошего и крепкого сна в течении ночи.
Вентролатеральное ядро преоптической области (VLPO) играет крайне важную роль в регуляции сна, в то время, как латеральная задняя часть гипоталамуса содержит нейроны, отвечающие за поддержание состояния бодрствования, включая орексиновые нейроны в латеральной области гипоталамуса (LHA) и гистаминэргические нейроны в бугорнососцевидном ядре (TMN). Однако, то, каким именно образом эти клеточные популяции связаны друг с другом до недавних пор оставалось не ясным.
«В нашем исследовании мы задались целью установить то, какие участники вовлечены в регуляцию пробуждения», — объясняет Юки Саито, со-руководитель исследования, проведённого в Университете Цукубы и опубликованного в The Journal of Neuroscience.
Авторы исследования сосредоточили внимание на нейронах гипоталамуса: гистидиндекарбоксилаза-положительных (HDC+) гистаминэргических нейронах в TMN и орексиновых нейронах в LHA. Группа использовала метод ретроградного транс-синаптического трассирования с применением рекомбинантного вируса бешенства, для анализа структуры и функций контуров гипоталамуса, которые соединяют друг с другом популяции нейронов, вовлечённых в регуляцию сна и пробуждения.
Исследователи выяснили, что эти нейроны иннервируются ГАМК-эргическими нейронами в преоптической области, включая нейроны VLPO. Затем группа описала ГАМК-эргические нейроны в VLPO, которые осуществляют прямой синаптический контакт с нейронами гипоталамуса, ответственными за пробуждение. Обе группы нейронов пересекаются друг с другом и обе, вероятно, ингибируются нейромедиаторами норадреналином и серотонином и показывают типичные электрофизиологические свойства нейронов в VLPO, ответственных за засыпание.
«Наши результаты напрямую доказывают наличие моносинаптической связанности между нейронами ГАМК-VLPO и пробуждающими нейронами гипоталамуса а также определяют воздействие моноаминов на эти нейрональные пути. — заявляет Такеши Сакурай. — Эта информация важна для более глубокого понимания механизмов, контролирующих сон и пробуждение и может помочь в составлении надёжных рекомендаций для спокойного сна».
Текст: Кирилл Щербаков