Клетки, которые детектируют активность мозга, управляют потребностью во сне у плодовых мушек

Чем дольше человек бодрствует, тем сильнее усталость, так как мозгу требуется сон. Однако механизм, с помощью которого мозг ощущает эту потребность, был не до конца ясен. Исследователи из Johns Hopkins Medicine показали на плодовых мушках, что определённые группы клеток мозга — астроциты — чувствуют электрическую активность в разных его областях и используют эти сигналы для облегчения процесса засыпания. Чем больше активности они детектируют, тем сильнее становятся сигналы о потребности во сне, пока не срабатывает механизм запуска сна.

В работе, опубликованной 11 января 2021 года в журнале Current Biology, учёные отмечают, что понимание того, как возникает сонливость, может помочь в изучении и лечении расстройств сна у людей, которые не чувствуют себя отдохнувшими, сколько бы ни спали.

"Когда вы засыпаете на скучной лекции, но всё ещё слышите, как профессор зовёт вас по имени, это потому, что спит только часть вашего мозга. Мы полагаем, что разные группы этих астроцитов мониторят разные части мозга, чтобы инициировать потребность во сне в этих конкретных областях", — говорит Марк Ву, профессор неврологии.

Исследователи продемонстрировали, что продолжительное бодрствование приводит к накоплению ионов кальция в астроцитах, что в конечном итоге запускает каскад включения генов. Когда это происходит, астроциты высвобождают химические молекулы, которые индуцируют сон, воздействуя на центральную схему регуляции сна (электрохимическую сеть) в мозге.

Две недавние публикации других научных групп показали сходные результаты на мышах. Вместе эти исследования свидетельствуют, что данные процессы консервативны в животном мире и, вероятно, применимы и к человеку.