Ученые нашли в мозге химический «таймер», который отсчитывает время сна
Исследователи обнаружили молекулярный механизм, который непрерывно отслеживает продолжительность и качество сна. В будущем он может стать основой объективного теста на недосыпание.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 29 июля /Новости науки/. Нейробиологи обнаружили в мозге мышей химический сигнал, который непрерывно отсчитывает продолжительность сна, учитывает его прерывания и позволяет с высокой точностью предсказывать вероятность пробуждения в любой момент. Результаты исследования опубликованы на сервере препринтов bioRxiv.
Открытие помогает заполнить важный пробел в понимании того, как мозг отслеживает не только многодневное накопление недосыпа, но и ход каждого отдельного периода сна. Если аналогичный механизм подтвердится у человека, он может стать первым объективным биомаркером «долга сна» и лечь в основу тестов, позволяющих оценивать степень сонливости у водителей, врачей, пилотов и представителей других профессий, где ошибки из-за усталости могут иметь тяжелые последствия.
«У нас до сих пор нет аналога алкотестера для оценки недосыпания. Такой тест мог бы помочь определить, способен ли человек сохранять необходимую концентрацию внимания», — отметил нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Кетема Пол, не участвовавший в исследовании.
Авторы работы под руководством Яо Чэнь из Вашингтонского университета в Сент-Луисе в режиме реального времени наблюдали за активностью фермента протеинкиназы А (PKA) в мозге мышей. Этот фермент присоединяет к белкам нервных клеток химические метки — фосфатные группы. Во время бодрствования уровень таких модификаций оставался высоким и стабильным, однако сразу после засыпания начинал постепенно снижаться и продолжал уменьшаться на протяжении всего периода сна. При каждом кратковременном пробуждении сигнал вновь возрастал, после чего снова снижался.
Благодаря этому химический сигнал одновременно отражает и продолжительность непрерывного сна, и количество его кратковременных нарушений. Исследователи показали, что такой показатель точнее прогнозирует вероятность скорого пробуждения, чем простой подсчет времени, проведенного во сне. При этом ученые подчеркивают, что обнаруженный механизм не является «будильником» мозга — он лишь отражает постепенную физиологическую готовность организма проснуться, тогда как непосредственным толчком к пробуждению могут стать внешние раздражители, например громкий звук.
Сейчас работа опубликована в виде препринта и еще не прошла независимое научное рецензирование. Если результаты подтвердятся в дальнейших исследованиях, они могут открыть путь к созданию первых объективных методов оценки недостатка сна и риска снижения внимания у человека.
Открытие помогает заполнить важный пробел в понимании того, как мозг отслеживает не только многодневное накопление недосыпа, но и ход каждого отдельного периода сна. Если аналогичный механизм подтвердится у человека, он может стать первым объективным биомаркером «долга сна» и лечь в основу тестов, позволяющих оценивать степень сонливости у водителей, врачей, пилотов и представителей других профессий, где ошибки из-за усталости могут иметь тяжелые последствия.
«У нас до сих пор нет аналога алкотестера для оценки недосыпания. Такой тест мог бы помочь определить, способен ли человек сохранять необходимую концентрацию внимания», — отметил нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Кетема Пол, не участвовавший в исследовании.
Авторы работы под руководством Яо Чэнь из Вашингтонского университета в Сент-Луисе в режиме реального времени наблюдали за активностью фермента протеинкиназы А (PKA) в мозге мышей. Этот фермент присоединяет к белкам нервных клеток химические метки — фосфатные группы. Во время бодрствования уровень таких модификаций оставался высоким и стабильным, однако сразу после засыпания начинал постепенно снижаться и продолжал уменьшаться на протяжении всего периода сна. При каждом кратковременном пробуждении сигнал вновь возрастал, после чего снова снижался.
Благодаря этому химический сигнал одновременно отражает и продолжительность непрерывного сна, и количество его кратковременных нарушений. Исследователи показали, что такой показатель точнее прогнозирует вероятность скорого пробуждения, чем простой подсчет времени, проведенного во сне. При этом ученые подчеркивают, что обнаруженный механизм не является «будильником» мозга — он лишь отражает постепенную физиологическую готовность организма проснуться, тогда как непосредственным толчком к пробуждению могут стать внешние раздражители, например громкий звук.
Сейчас работа опубликована в виде препринта и еще не прошла независимое научное рецензирование. Если результаты подтвердятся в дальнейших исследованиях, они могут открыть путь к созданию первых объективных методов оценки недостатка сна и риска снижения внимания у человека.
