Интенсивная работа мозга повышает потребность во сне

Существуют две системы, регулирующие сон: циркадная и гомеостатическая. Циркадная система давно изучена — встроенные 24-часовые часы синхронизируют биологические ритмы, включая циклы сна. И где происходит этот процесс тоже известно. А вот гомеостатическая система еще частично остается загадкой. Именно она заставляет чувствовать усталость после долгого рабочего дня или бессонной ночи.

Ученые обнаружили, что она реагирует не только на то, как долго человек не спал, но и на интенсивность его мозговой деятельности с момента последнего сна. Чтобы понять, какие процессы в мозге управляют гомеостатической регуляцией сна — независимо от времени суток — исследовательская группа изучила личинок рыбок Данио.

Рыба Данио используется в научных экспериментах в основном из-за прозрачности тел. Кроме того, они, как и люди, спят каждую ночь. Ученые увеличивали мозговую активность рыбок, используя различные стимуляторы, включая кофеин. Те рыбки Данио, у которых повышенная мозговая активность была вызвана лекарственными препаратами, спали дольше. Это подтверждает то, что увеличение мозговой активности повышает потребность во сне.

Второй эксперимент проходил уже без использования лекарственных препаратов. Рыбы не спали всю ночь из-за «беговой дорожки» — им показывали движущиеся полосы, имитируя быстрое течение. Это заставляло их продолжать плавать и на следующий день они спали больше. Результаты экспериментов подтверждают, что увеличение мозговой активности повышает потребность во сне.

Ученые обнаружили, что подобное поведение было связано с одной конкретной областью мозга, сравнимой с областью мозга человека в гипоталамусе. Она, как известно, активна во время сна. У рыбок в этой области во время восстановительного сна активизировалась молекула галанин. Ученые предполагают, что нейроны галанина отслеживают общую активность мозга, но для окончательного подтверждения теории необходимы дальнейшие исследования.

Исследователи говорят, что обнаружение гена, занимающего центральную роль в гомеостатической регуляции сна, может объяснить его нарушение и состояния, нарушающие его, например, как болезнь Альцгеймера.

Фото: pixabay.com