Дослідження мишей показує, як позбавлення сну шкодить пам’яті

Результати міжнародних досліджень допомагають вченим зрозуміти, як недосип негативно впливає на пам’ять.

Дослідники з університетів Гронінгена (Нідерланди) та Пенсільванії виявили, що у мишей п'ять годин недосипання призводять до втрати зв'язку між нейронами в гіпокампі, області мозку, пов'язаної з навчанням та пам'яттю.

Дослідження, яке буде опубліковане в журналі eLife, першим надає детальну інформацію про те, чому шкодить пам’яті при недосипанні.

«Зрозуміло, що сон відіграє важливу роль у пам’яті - ми знаємо, що дрімка допомагає нам зберегти важливі спогади. Але як недосипання погіршує функцію гіпокампа та пам’ять, менш очевидно », - говорить перший автор Роберт Хавекес, доктор філософії, доцент Інституту еволюційних наук про життя Гронінгена.

Було запропоновано, що зміни у зв’язку між синапсами - структурами, що дозволяють нейронам передавати сигнали один одному - можуть впливати на пам’ять.

Щоб вивчити це далі, дослідники вивчили вплив коротких періодів втрати сну на структуру дендритів, розгалужених продовжень нервових клітин, уздовж яких надходять імпульси від інших синаптичних клітин, в мозок миші.

Вони вперше застосували метод фарбування сріблом Гольджі, щоб візуалізувати довжину дендритів і кількість дендритних шипів в гіпокампі миші після п'яти годин недосипання - періоду втрати сну, який, як відомо, погіршує консолідацію пам'яті.

Їх аналізи показали, що депривація сну значно зменшує довжину і щільність хребта дендритів, що належать до нейронів в області CA1 гіпокампу.

Вони повторили експеримент із втратою сну, але залишили мишей спати безперешкодно протягом трьох годин. Цей період був обраний на основі попередньої роботи вчених, яка показала, що трьох годин достатньо для відновлення дефіциту, спричиненого відсутністю сну.

Ефекти п’ятигодинного недосипання у мишей були скасовані, так що їх дендритні структури були подібні до тих, що спостерігались у мишей, які спали.

Потім дослідники досліджували, що відбувалося під час недосипу на молекулярному рівні.

"Нам було цікаво, чи структурні зміни в гіпокампі можуть бути пов'язані з підвищеною активністю білка кофіліну, оскільки це може призвести до усадки та втрати дендритних шипів", - говорить Хавекес.

“Наші подальші дослідження показали, що молекулярні механізми, що лежать в основі негативних наслідків втрати сну, насправді націлені на кофілін.

«Блокування цього білка в нейронах гіпокампа мишей, позбавлених сну, не тільки запобігло втраті нейронального зв’язку, але й зробило процеси пам’яті стійкими до втрати сну. Миші, позбавлені сну, вчились так само, як і суб'єкти, які не недосипали ".

Тед Абель, доктор філософії, професор біології Сімейства Бреш з Університету Пенсільванії та старший автор дослідження, пояснює: "Відсутність сну є поширеною проблемою в сучасному суспільстві, що працює цілодобово та без вихідних, і це має серйозні наслідки для здоров'я, загальне самопочуття та робота мозку.

«Незважаючи на десятиліття досліджень, причини, через які втрата сну негативно впливає на роботу мозку, залишаються невідомими. Наш новий опис шляху, через який позбавлення сну впливає на консолідацію пам’яті, підкреслює важливість здатності нейрональної клітинної мережі адаптуватися до втрати сну.

“Що, мабуть, найбільш вражає, це те, що ці нейронні зв’язки відновлюються за допомогою кількох годин відновлення сну. Таким чином, коли суб’єкти мають шанс наздогнати вкрай необхідний сон, вони швидко переробляють свій мозок ».

Джерело: Elife / EurekAlert