Деактивация гранулярных клеток — нейронов малого размера, около десяти микрометров в диаметре — зубчатой извилины грызунов позволила продлить период их бодрствования. Причем после этого подопытным не хотелось компенсировать нехватку отдыха.
Кора головного мозга — слой серого вещества толщиной 1,3-4,5 миллиметра, расположенный по периферии полушарий большого мозга и покрывающий их — составляет порядка 80 процентов от его объема. Она ответственна за многие сложные функции, такие как восприятие, мышление, язык, внимание и память, и играет роль в высшей нервной деятельности. Исследование ученых из Оксфордского университета (Великобритания) показало, что процессы в коре головного мозга среди прочего фактически отвечают за контроль сна и бодрствование.
Как рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, коллектив физиологов, нейробиологов и генетиков изучал активность мозга лабораторных мышей (а он похож на человеческий). Авторы работы взяли пять самцов грызунов и решили заставить «молчать» набор пирамидальных и архикортикальных гранулярных клеток — мелких нейронов — их зубчатой извилины, которая расположена в глубине борозды гиппокампа и переходит в ленточную извилину, при помощи удаления мембранного белка SNAP25.
Когда нейроны оказались деактивированными, подопытные перестали хотели спать и бодрствовали как минимум на три часа дольше каждый день. В среднем мышь живет примерно два года — следовательно, животные получили дополнительные три месяца бодрствования. По человеческим меркам это равно примерно десяти годам.
Как все мы знаем, если лишать себя сна, потом приходится отсыпаться дольше обычного, пытаясь насытить организм и восполнить энергию. У мышей это происходит аналогично: когда они бодрствуют дольше обычного, им тоже приходится компенсировать недостаток отдыха. Однако потребность испытуемых в глубокой фазе сна за время эксперимента не изменилась: то есть лишние часы без сна никак не сказались на биоритмах.
«То, что кора головного мозга — это часть системы, регулирующей сон, открывает новые перспективы для медицины. Можно будет применить уже разработанные неинвазивные методы стимуляции мозга и менять активность его коры в терапевтических целях, например для лечения нарушений сна. <…> Надеемся, другие исследовательские группы теперь будут изучать, как именно кора головного мозга влияет на регуляцию сна. Междисциплинарный подход поможет окончательно понять клеточные механизмы и нейронные цепи этого процесса», — подытожили авторы работы.
Автор: Мария Азарова