: 05.09.2023
Активация «служебных клеток» мозга снижает потребность в сне?
Изучение сна – одна из самых популярных и при этом загадочных областей нейронауки: биологические основы этого явления остаются во многом непознанными. Так, есть много доказательств необходимости сна, хотя и спорных, и недавно ученые еще раз подвергли их сомнению, «отключив» потребность во сне у лабораторных мышей
Сон делает нас уязвимыми и отнимает время, которое можно было бы потратить на что-нибудь полезное. Однако, как считается, он отвечает каким-то фундаментальным биологическим потребностям. Главное доказательство этому – тот факт, что все известные высшие организмы спят, хотя некоторые мало, а другие вообще могут обходиться без сна в течение довольно долгого времени. Кроме того, хроническое ограничение сна связывают с преждевременной смертью.
Сон млекопитающих регулируется гомеостатическими процессами, меняющими интенсивность сна в зависимости от времени предшествующего пробуждения. Традиционно считалось, что за это отвечают нейроны, основные клетки нервной ткани. Однако результаты последних исследований показывают, что в модуляции таких процессов важную роль играют «служебные» глиальные клетки мозга – астроциты.
Исследователи из Университета штата Вашингтон (США) изучают биологические механизмы, отвечающие за влечение ко сну, – полного объяснения такого желания так и нет. Чтобы выяснить роль астроцитов в процессах сна и бодрствования, они избирательно и обратимо активировали их в области мозга, участвующей в регуляции сна, пробуждения и температуры тела, с помощью хемогенетического метода DREADDs (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs).
Метод DREADDs основан на активации модифицированных клеточных белковых рецепторов, сопряженных с G-белком, а гены, которые эти рецепторы кодируют, предварительно доставляются в нейроны с помощью вирусных векторов. Синтетический рецептор не реагирует на обычные молекулы-лиганды, связывание с которыми запускает в клетке молекулярные каскады – он начинает функционировать в ответ на введение лишь особого, синтетического, лиганда этого рецептора. Параллельно ученые измеряли активность мозга и двигательную активность животных, чтобы точно фиксировать периоды сна и бодрствования.
К удивлению исследователей, мыши с активированными астроцитами долго не выказывали никаких признаков сонливости, бодрствуя как минимум на несколько часов дольше, чем контрольные животные, содержащиеся в тех же условиях. И эти периоды бодрствования не вызывали ожидаемого гомеостатического ответа на потерю сна (например, увеличения его продолжительности) и, похоже, не сказывались негативно на здоровье животных.
Полученные результаты бросают вызов имеющимся представлениям о том, как возникает потребность во сне и какими нейронными механизмами она обусловлена. В будущем это открытие может проложить путь не только к новому пониманию нейронных основ сна, но, возможно, и к созданию препаратов, позволяющих человеку бодрствовать в течение длительных периодов времени. В случае успеха это будет мир, в котором пределы человеческих возможностей значительно расширятся. Долгое время без сна и без сонливости смогут обходиться сменные рабочие, а также космонавты, пилоты, военные, медицинские работники, спасатели и т. п.
Конечно, пока говорить о таком рано. Сейчас же ученые планируют продолжить изучение изменения в работе нейронов, вызванной активацией астроцитов, чтобы лучше понять феномен пропажи такого естественного желания, как поспать.
Фото: https://commons.wikimedia.org
: 05.09.2023 
