В мозге нашли новые «клетки сна»

Служебные клетки мозга помогают ему спать глубже и дольше.

Электрическую активность нейронов мозга можно измерить в виде особых ритмов – альфа-, бета-, гамма- и т. д. У них разная частота, разная амплитуда, и они по-разному комбинируются в зависимости от задач, которые стоят перед мозгом, и в зависимости от его состояния. Так, во время сна ритмы мозга в целом замедляются (хотя, как мы знаем, у сна есть долгая медленноволновая фаза и короткая быстроволновая, когда мозг ведёт себя так, будто он не спит).

Сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Франциско описывают в eLife новые клетки, которые помогают мозгу удерживать сонное замедление. Точнее, это новые старые клетки – в статье речь идёт об астроцитах, вспомогательных (или глиальных) клетках нервной системы. Астроцитов в головном мозге довольно много, от 25–30% всех клеток. Долгое время считалось, что они работают просто клетками-няньками, питая нейроны, поддерживая их и выполняя другие вспомогательные работы. Но в последнее время появляются данные, что астроциты напрямую вмешиваются в электрическую активность нейронов – например, они поддерживают в мозге особые электрические волны, необходимые для высших когнитивных функций.

Теперь оказалось, что они могут поддерживать не только «когнитивные» волны, но и «сонные». Исследователи экспериментировали с мышами, у которых астроциты мозга были модифицированы так, чтобы их можно было стимулировать по желанию экспериментатора. Когда мышь засыпала, астроциты стимулировали, и медленные волны становились ещё медленнее, а сама мышь спала дольше и глубже.

Более того, выяснилось, что астроциты по-разному управляют продолжительностью сна и его глубиной. У этих клеток есть два типа рецепторов – Gi-рецепторы и Gq-рецепторы. Если стимулировать Gq-рецепторы, мозг будет спать дольше, но сон глубже не станет. Если же простимулировать Gi-рецепторы, сон станет как раз глубже, что можно увидеть по его электрическим волнам, но его продолжительность не изменится.

Такое глобальное действие на мозг связано с тем, что астроциты сами соединены друг с другом в большую сеть. И если подействовать на астроциты в одном конце мозга, можно заметить эффект на другом его конце. Возможно, действуя на них с помощью тех или иных препаратов, можно лечить различные расстройства сна. Однако не стоит думать, что астроциты – единственные, кто управляет сном. Они, если можно так сказать, следят за качеством сна. Но переключение между сном и бодрствованием, также как и переключение между фазами сна зависит от целой системы специальных нейронов и гормонов-нейромедиаторов, среди которых есть и те, которые регулируют суточные ритмы.