Считается, что мозг либо спит, либо бодрствует. Однако нейрофизиологам удалось обнаружить механизм, способный «усыплять» отдельные участки мозга, притом что остальные его области не спят, а бодрствуют.
Николай Проценко
Это механизм локализован в области мозга, называемой ретикулярным ядром таламуса (РЯТ), он передает сигналы в область таламуса, а затем – в кору мозга, создавая очаги так называемой медленноволновой активности, которая обычно наблюдается во время глубокого сна. Подобная активность также наблюдается в состоянии комы или общего наркоза, она связана со снижением возбуждения нейронов. При достаточно высокой активности РЯТ весь мозг может перейти в этот режим работы.
Исследователи полагают, что РЯТ помогает мозгу закрепить новые воспоминания – оно координирует активность медленных волн в разных областях мозга, что облегчает обмен информацией между ними.
«Возможно, во время сна активность медленных волн одновременно наблюдается в некоторых отделах мозга из-за того, что им требуется обмениваться информацией, в то время как другим областям этого не требуется», – говорит один из авторов исследования Лора Льюис (Laura Lewis), научный сотрудник Отделения исследований мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института (США).
Не исключено, что РЯТ также отвечает за кратковременные «провалы в сон», которые испытывают долго не спавшие люди, пытающиеся бодрствовать.
До недавнего времени ученые изучали глобальный сон, во время которого весь мозг функционирует в режиме медленной активности, – подобные колебания мозговых волн возникают из-за того, что активность нейронов затухает на короткие периоды времени.
Но последние исследования продемонстрировали, что у лишенных сна животных может возникать медленная активность в отдельных областях мозга, при этом животное остается в бодрствующем состоянии, – получается, мозг способен не только к глобальной, но и к локальной регуляции сна.
Исследователей из МТИ, занимавшихся вопросом локального сна, сразу заинтересовало ретикулярное ядро таламуса – по словам Лоры Льюис, само его расположение в мозге позволяет ему играть важную роль в регуляции сна. РЯТ окружает таламус со всех сторон, словно раковина, и может перекрывать поток информации, которая в норме поступает в таламус от органов чувств, а затем передается в кору мозга.
С помощью так называемой технологии оптогенетики, позволяющей с помощью световых сигналов стимулировать или подавлять активность нейронов, исследователи обнаружили, что при слабой стимуляции РЯТ у мышей в небольшой области коры мозга появилась активность медленных волн, при более сильной стимуляции медленноволновая активность наблюдалась во всей коре. При этом животные стали сонливыми, у них снизился тонус мышц.
Предыдущие исследования показали, что, в отличие от обычного сна, во время общего наркоза медленноволновая активность в разных областях мозга не скоординирована.
Понимание механизмов управления сном и бодрствованием в мозге может помочь созданию нового поколения снотворных и препаратов для общего наркоза.
Считается, что мозг либо спит, либо бодрствует. Однако нейрофизиологам удалось обнаружить механизм, способный «усыплять» отдельные участки мозга, притом что остальные его области не спят, а бодрствуют. Николай Проценко Это механизм локализован в области мозга, называемой ретикулярным ядром таламуса (РЯТ), он передает сигналы в область таламуса, а затем – в кору мозга, создавая очаги так называемой медленноволновой активности, которая обычно наблюдается во время глубокого сна. Подобная активность также наблюдается в состоянии комы или общего наркоза, она связана со снижением возбуждения нейронов. При достаточно высокой активности РЯТ весь мозг может перейти в этот режим работы. Исследователи полагают, что РЯТ помогает мозгу закрепить новые воспоминания – оно координирует активность медленных волн в разных областях мозга, что облегчает обмен информацией между ними. «Возможно, во время сна активность медленных волн одновременно наблюдается в некоторых отделах мозга из-за того, что им требуется обмениваться информацией, в то время как другим областям этого не требуется», – говорит один из авторов исследования Лора Льюис (Laura Lewis), научный сотрудник Отделения исследований мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института (США). Не исключено, что РЯТ также отвечает за кратковременные «провалы в сон», которые испытывают долго не спавшие люди, пытающиеся бодрствовать. До недавнего времени ученые изучали глобальный сон, во время которого весь мозг функционирует в режиме медленной активности, – подобные колебания мозговых волн возникают из-за того, что активность нейронов затухает на короткие периоды времени. Но последние исследования продемонстрировали, что у лишенных сна животных может возникать медленная активность в отдельных областях мозга, при этом животное остается в бодрствующем состоянии, – получается, мозг способен не только к глобальной, но и к локальной регуляции сна. Исследователей из МТИ, занимавшихся вопросом локального сна, сразу заинтересовало ретикулярное ядро таламуса – по словам Лоры Льюис, само его расположение в мозге позволяет ему играть важную роль в регуляции сна. РЯТ окружает таламус со всех сторон, словно раковина, и может перекрывать поток информации, которая в норме поступает в таламус от органов чувств, а затем передается в кору мозга. С помощью так называемой технологии оптогенетики, позволяющей с помощью световых сигналов стимулировать или подавлять активность нейронов, исследователи обнаружили, что при слабой стимуляции РЯТ у мышей в небольшой области коры мозга появилась активность медленных волн, при более сильной стимуляции медленноволновая активность наблюдалась во всей коре. При этом животные стали сонливыми, у них снизился тонус мышц. Предыдущие исследования показали, что, в отличие от обычного сна, во время общего наркоза медленноволновая активность в разных областях мозга не скоординирована. Понимание механизмов управления сном и бодрствованием в мозге может помочь созданию нового поколения снотворных и препаратов для общего наркоза.
