Исследования показали, что лишение сна изменяет нейронные связи в мозгу

Новые исследования, которые проводились на мышах показали, что даже несколько часов лишения сна могут значительно изменить сеть нейронных связей в мозгу, особенно в областях, ответственных за память и обучение. Это открытие может помочь понять, почему когнитивные функции ухудшаются после бессонной ночи.

Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показывает, что нехватка сна приводит к снижению разнообразия типов синапсов — мест, где нейроны взаимодействуют друг с другом. Ученые отмечают, что такие изменения могут быть связаны с ухудшением когнитивных функций, включая память.

Синапсы критичны для передачи сигналов между нейронами. В человеческом мозгу существуют триллионы синапсов, которые формируют и изменяют нейронные цепи, сохраняющие информацию. Разные теории пытались объяснить связь между сном и памятью через изменения в этих синапсах. Одна из теорий утверждает, что во время сна происходит ослабление синапсов для сохранения энергии и подготовки мозга к обработке новой информации.

Сет Грант, нейробиолог из Университета Эдинбурга, подчеркивает, что синапсы демонстрируют значительное разнообразие. Они различаются не только по типам нейротрансмиттеров, но и по структуре и составу белков в нейронах. Грант и его команда разработали метод для оценки разнообразия синапсов с помощью флуоресцентных белков PSD95 и SAP102, что позволяет классифицировать синапсы на три типа.

В текущем исследовании Грант и его команда сравнили мышей, которые спали нормально, с теми, кто был лишен сна на протяжении шести часов. Визуализация мозга показала, что общее количество синапсов оставалось постоянным, но разнообразие подтипов синапсов снижалось у животных, лишенных сна, особенно в коре и гиппокампе — областях мозга, ответственных за обучение и память.

В частности, наблюдалось уменьшение количества синапсов с высокой скоростью переработки белков и увеличение количества синапсов с низкой скоростью переработки. Причины этого сдвига пока не ясны, но предварительные данные указывают на то, что недостаток сна может замедлять синтез белка в клетках.

Результаты указывают на то, что сон играет важную роль в сохранении разнообразия синапсов в мозгу, что может объяснить, почему память ухудшается при недостатке сна. Большинство предыдущих исследований не могли обнаружить таких различий в синапсах.

Драгана Рогулья, нейробиолог из Гарвардской медицинской школы, отмечает, что необходимо дальнейшее изучение для понимания функциональной значимости всех изменений в мозгу. Другие данные указывают на то, что хотя синапсы изменяются при лишении сна, они относительно стабильны в обычных циклах сна и бодрствования.

Маркус Франк, нейробиолог из Университета штата Вашингтон, добавляет: «Хотя сохранение синаптического разнообразия не является полной ответом на загадку сна, эта новая перспектива очень интригующая». Эти исследования открывают новые горизонты в понимании нейронных механизмов, лежащих в основе нашей потребности во сне, и возможные будущие стратегии для улучшения когнитивных функций и общего здоровья мозга.