Ученые давно задаются вопросом, почему почти все животные спят, несмотря на то, что бессознательное состояние мешает выживанию. Теперь исследователи во главе с командой из Университета Цукубы обнаружили новые доказательства обновления мозга, которое происходит во время определенной фазы сна: сна с быстрым движением глаз (REM), когда вы склонны много мечтать.
Предыдущие исследования измеряли различия в кровотоке в мозге между REM-сном, non-REM-сном и бодрствованием с использованием различных методов с противоречивыми результатами. В своей последней работе команда под руководством Цукубы использовала технику для прямой визуализации движения эритроцитов в капиллярах мозга (где питательные вещества и продукты жизнедеятельности обмениваются между клетками мозга и кровью) мышей во время бодрствования и сна.
«Мы использовали краситель, чтобы сделать кровеносные сосуды мозга видимыми в флуоресцентном свете, используя технику, известную как двухфотонная микроскопия», - говорит старший автор исследования профессор Ю Хаяси. «Таким образом, мы могли непосредственно наблюдать за эритроцитами в капиллярах неокортекса у мышей, не подвергшихся анестезии».
Исследователи также измерили электрическую активность мозга, чтобы определить фазу быстрого сна, сна без фазы быстрого сна и бодрствования, и искали различия в кровотоке между этими фазами.
«Мы были удивлены результатами», - объясняет профессор Хаяси. «Во время быстрого сна наблюдался массовый поток эритроцитов через капилляры мозга, но никакой разницы между не-быстрым сном и состоянием бодрствования, что свидетельствует о том, что быстрый сон - уникальное состояние»
Затем исследовательская группа нарушила сон мышей, что привело к «восстановлению» быстрого сна - более сильной форме быстрого сна, чтобы компенсировать более раннее нарушение. Кровоток в головном мозге дополнительно увеличивался во время восстановительного быстрого сна, что свидетельствует о связи между кровотоком и силой быстрого сна. Однако, когда исследователи повторили те же эксперименты на мышах без аденозиновых рецепторов A2a (рецепторов, блокада которых заставляет вас чувствовать себя более бодрым после употребления кофе), во время быстрого сна увеличение кровотока было меньше, даже во время восстановленного быстрого сна.
«Эти результаты предполагают, что рецепторы аденозина A2a могут быть ответственны по крайней мере за некоторые изменения кровотока в мозге во время быстрого сна», - говорит профессор Хаяши.
Учитывая, что снижение кровотока в головном мозге и уменьшение REM-сна коррелируют с развитием болезни Альцгеймера, которая включает накопление продуктов жизнедеятельности в головном мозге, может быть интересно выяснить, является ли усиление кровотока в капиллярах мозга во время REM-сна. важен для выведения шлаков из мозга. Это исследование закладывает предварительную основу для будущих исследований роли аденозиновых рецепторов A2a в этом процессе, что в конечном итоге может привести к разработке новых методов лечения таких состояний, как болезнь Альцгеймера.
Исследование было опубликовано в Cell Reports .
