Наука про сон все ще знаходиться на ранніх стадіях

Новий огляд досліджень показує, що сон залишається незмінною біологічною таємницею, що має велике клінічне значення.

Томас Скаммелл, доктор медичних наук, з медичного центру діагностики діаконессів Бет Ізраїль (BIDMC) та його колеги виявили, що за останні десятиліття нові технології дозволили неврологам визначити безліч мозкових ланцюгів, які регулюють цикл сну / неспання, а також фактори, які можуть впливати на це, такі як кофеїн і світло.

Але слідчі також виявили, що складність мозку все ще є каменем спотикання у розумінні сну.

"За останні десять років неврологи отримали доступ до нових інструментів, за допомогою яких ми можемо перевірити роль дуже специфічних нейронів мозку", - сказав провідний автор Скаммелл, професор кафедри неврології BIDMC.

"Коли ми знаємо конкретних відповідних гравців мозку, це дозволяє нам розробляти терапії, щоб допомогти людям заснути або допомогти сонним людям бути пильнішими протягом дня".

Зокрема, дві технології, розроблені з 2000 року, дозволяють неврологам вмикати та вимикати певні нейрони. У процесі, який називається хемогенетика, дослідники використовують препарати, які впливають лише на генетично визначену групу клітин, щоб визначити роль нейронів.

Оптогенетика використовує лазерне світло, щоб увімкнути або вимкнути цільові клітини мозку. Ці методи виявили, які нейронні ланцюги сприяють неспанню та сну у всьому мозку, особливо в стовбурі мозку та гіпоталамусі.

"Тепер ми можемо допитувати нейрони більш точно", - сказала Скаммелл. «Методи дуже схожі, але оптогенетика працює протягом короткого часу, близько секунди. За допомогою хемогенетики ми можемо спостерігати протягом декількох годин, що відбувається, коли ми вмикаємо або вимикаємо певні нейрони ».

Дослідники сну за останні роки також зробили важливі відкриття про фундаментальну хімію сонливості. Під час значного прориву наприкінці 90-х років вчені виявили раніше невідому хімічну речовину, нейромедіатор, який називається орексин, необхідну для підтримки тривалих періодів неспання.

Втрата продукції орексину спричиняє поширений нарколепсичний розлад сну, який характеризується хронічною сонливістю та нерегулярним швидким сном. Сьогодні фармацевтичні компанії виробляють препарати, які навмисно блокують систему орексину для лікування безсоння. Дослідники також намагаються розробити препарати, що імітують орексин, щоб розбудити людей.

"Препарат, який діє як орексин, може бути таким же чудовим для пацієнтів з нарколепсією, як інсулін для людей з діабетом", - сказала Скаммелл.

Дослідження неврології також виявили циркуляцію мозку, що регулює циркадні ритми, біологічний годинник, який синхронізує сонливість і неспання з ніччю і днем.

Розташоване глибоко в гіпоталамусі, супрахіазматичне ядро ​​(SCN) регулює циркадні ритми і здатне підтримувати їх деякий час навіть у повній темряві. Однак SCN не відповідає цифровому середовищу, коли справа стосується звичок сну людей.

"Люди все частіше використовують свої електронні пристрої в ліжку, що наводить мозок на думку, що він піддається денному світлу", - сказала Скаммелл. "Внутрішній годинник перезавантажується, що значно ускладнює пробудження вранці".

Телефони та планшети - лише одна з причин, чому приблизно третина всіх дорослих американців недосипає, отримуючи набагато менше рекомендованих семи-восьми годин сну на ніч.

Це викликає більше запитань про те, чому деяким людям потрібно більше чи менше цього, і чому деякі люди можуть переносити дефіцит сну набагато краще, ніж інші. Пов’язки між недосипом або поганим сном та метаболічними захворюваннями, ризиком раку та розладами настрою також вимагають подальшого вивчення.

Оскільки кожен із сотень тисяч нейронів мозку об’єднаний в мережу, вчені потребуватимуть глибших знань про внутрішню роботу мозку, щоб зрозуміти, як взаємодіють схеми, що регулюють сон.

"Серед цих ланцюгів існує величезний діалог", - сказав Скаммелл, який сказав, що сучасні технології дозволяють вченим одночасно контролювати десятки нейронів в одній області мозку.

"Наша здатність реєструвати активність лише у декількох нейронах одночасно все ще не є нічим близьким до розуміння всього мозку, але принаймні це крок у правильному напрямку".

Результати дослідження з’являються в журналі Нейрон.

Джерело: Медичний центр дияконесси Бет Ізраїль