Цепь нейронов, действующая по схеме «сон – содействие» расположен глубоко в примитивном мозгу и определяет вхождение организма в глубокий сон.
Область, обнаруженная исследователями Гарвардской школы медицины и Университета Буффало, является вторым «узлом сна», обнаруженным в мозгу млекопитающих, чья деятельность, как представляется, нуждается в достаточном количестве глубокого сна.
Опубликованные в журнале в Nature Neuroscience результаты исследования показывают, что не менее половины всей способствующей сну деятельности мозга происходит в парафасциальной зоне (ПЗ), расположенной в стволе головного мозга.
Ствола является изначальной частью мозга, которая регулирует основные функции, необходимые для выживания, такие как дыхание, кровяное давление, частота сердечных сокращений и температура тела.
«Тесная связь центра сна с другими критическими для жизни процессами подчеркивает эволюционную важность сна», – говорит Кэролайн Басс, доцент кафедры фармакологии и токсикологии в Гарвардской школе медицины и биомедицинских наук.
Исследователи обнаружили, что определенный тип нейронов в ПЗ влияет на нейромедиаторы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), ответственные за глубокий сон.
Они использовали набор инновационных инструментов для точного контроля этих нейронов, давая им возможность удаленно по желанию включать и выключать нейроны.
«Эти новые молекулярные методы открывают широкие возможности по контролю функций мозга на клеточном уровне», – утверждает один из авторов работы Кристель Анцелет. «До разработки этих инструментов мы часто использовали электрическую стимуляцию, чтобы активировать области мозга, но проблема в том, что стимулировать таким образом только лишь одну конкретную область не получалось».
«Чтобы получить точность, необходимую для этих экспериментов, мы ввели вирус в парафасциальную зону, влияющий только на рецепторы ГАМК нейронов, но не изменяли функции мозга», – объясняет Патрик Фуллер, доцент Гарвардского университета и ведущий автор научной работы. «Когда мы включили ГАМК нейроны в парафасциальной зоне, животные быстро впали в глубокий сон без использования седативных или снотворных препаратов».
Как эти нейроны взаимодействуют в мозге с другими областями, еще предстоит изучить, говорят исследователи, но в конечном итоге эти выводы могут привести в появлению новых лекарств для лечения расстройств сна, в том числе бессонницы, и развитию более совершенных и безопасных анестетиков.
«Мы обнаружили действительно важное явление в неврологии», – утверждает один из авторов работы Басс. – Теперь мы можем ответить на фундаментальные вопросы о функционировании мозга, которые традиционно были вне нашей досягаемости, в том числе почему сон – одна из наиболее живучих тайн в неврологии».
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Anaclet, Christelle; Ferrari, Loris; Arrigoni, Elda; Bass, Caroline E; Saper, Clifford B et al. (2014) The GABAergic parafacial zone is a medullary slow wave sleep-promoting center // Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
