В журнале PLoS Biology опубликован материал, описывающий результаты исследования, проведенного специалистами из Медицинской школы Вашингтонского университета и Университета Миссури. Изучая поведение плодовых мушек, ученые обнаружили, что нейроны мозга способны адаптироваться в чрезвычайных ситуациях, то есть бодрствовать, несмотря на усталость, или засыпать после напряженного дня. Полученные результаты помогут найти новые подходы к лечению бессонницы и улучшению качества сна у людей.
“Если вы больны, испытываете недостаток сна или только что узнали что-то новое, вы спите больше. Но если происходит что-то опасное, ваш мозг говорит: “Нет, нет, нет, нет. Еще не время ложиться спать. Мне все равно, насколько ты устал”. Нейроны, регулирующие сон, могут различать сон, когда он безопасен, и сон, когда он опасен”, – пояснил соавтор исследования Пол Шоу.
Режим сна плодовых мушек очень похож на человеческий. Мухи обычно активны в светлое время суток, спят ночью и иногда любят вздремнуть днем, особенно в жару. Кофе или успокоительные средства оказывают на мух такое же действие, как и на людей. Существенное отличие заключается в том, что их мозг в миллион раз меньше нашего, что позволяет определить роль каждого нейрона в управлении поведением мухи. Исследователи сосредоточились на 24 нейронах мозга, которые контролируют сон насекомых.
Эти нейроны реагируют на сигналы сна, посылаемые другими нейронами с помощью нейротрансмиттеров. Ученые отслеживали, влияют ли переживания на то, как эти 24 нейрона реагируют на нейромедиаторы допамин, обеспечивающий бодрствование, а также глутамат, обеспечивающий сон, и аллатостатин А. Ранее было установлено, что аллатостатин А также играет важную роль в регуляции сна.
Исследование показало, что жизнь в насыщенной социальной среде вызывает молекулярные изменения в нейронах сна, которые снижают чувствительность к допамину, и мухи становятся более сонными. Когда исследователи тревожили мух, периодически встряхивая пробирки, мозг мух вырабатывал одновременно аллатостатин А и глутамат.
Сочетание этих двух противоположных сигналов сна заставляло мух бодрствовать, несмотря на усталость, поскольку им приходилось справляться с опасной ситуацией. Нейроны сна мух, страдающих бессонницей, аномально реагировали на нейротрансмиттеры сна, что указывает на существование врожденного дефекта в регуляции этого процесса.
