Микросигналы могут "будить" мозг сотни раз за ночь, показало исследование на мышах

Возможно, вас удивит тот факт, что даже во время глубокого сна ваш мозг циклически повторяет короткие вспышки бодрствования.  

Эти "микроарузалы", как их называют, слишком коротки, чтобы запомнить их на следующее утро, но вместе они могут помочь вашему мозгу закрепить воспоминания, полученные накануне.

Среди спящих мышей исследователи, опубликовавшие данные в журнале Nature Neuroscience, насчитали до сотни микроарузалов, происходящих за ночь.

Эти эпизодические всплески активности мозга не прерывают отдых грызуна, а являются частью того, что делает сон млекопитающих таким освежающим. Пока результаты исследования были получены только на мышах, но поскольку они затрагивают некоторые базовые биологические механизмы, исследователи говорят, что они вполне могут быть применены и к людям.

На самом деле, исследователи считают, что микроарузалы являются "неотъемлемым компонентом нормальной микроархитектуры сна" у млекопитающих, позволяя системе памяти "перезагружаться" несколько раз за ночь. Когда мозг снова засыпает, это может привести к лучшему закреплению памяти в целом.

"Вы можете думать, что сон - это постоянное состояние, в котором вы находитесь, а затем просыпаетесь. Но сон - это гораздо больше, чем кажется на первый взгляд", - объясняет нейробиолог Селия Кьерби из Копенгагенского университета в Дании.

"Мы узнали, что норадреналин [также называемый норадреналином] заставляет вас просыпаться более 100 раз за ночь. И это во время совершенно нормального сна".

Норадреналин (NE) - это химическое вещество мозга и гормон, связанный со стрессом и бодрствованием.

Ранее ученые считали, что уровень NE в значительной степени стабилен во время сна у млекопитающих, но нынешнее исследование на мышах свидетельствует об обратном. На самом деле, исследователи обнаружили, что чем больше колебания активности NE во время сна у мышей, тем лучше отдых в целом.

В мышиных моделях было обнаружено, что активность NE постоянно повышается и понижается во время сна, колеблясь каждые 30 секунд или около того.

Когда уровень NE снижался, исследователи заметили, что в мозге постепенно нарастали короткие всплески электрической активности, называемые сонными веретенами. Когда же уровень NE начинал повышаться, эти веретена прекращались.

Сонные веретена также тесно связаны с консолидацией памяти. В прошлом колебания уровня веретена были обнаружены у спящих мышей и у спящих людей, но это исследование считается первым, связавшим циклические циклы активности NE с сонными веретенами и микро-возбуждениями.

В ходе экспериментов спящие мыши с наибольшими спадами активности НЭ также лучше запоминали объекты, обнаруженные накануне. Более короткие спуски также приводили к большему количеству микропробуждений, а не полных пробуждений.

Большинство таких микропробуждений не вызывают сознательного бодрствования, даже кратковременного, но они обеспечивают достаточную активность мозга для перезагрузки спинальных веретен.

"Мы нашли суть той части сна, которая заставляет нас просыпаться отдохнувшими и позволяет нам вспомнить, чему мы научились накануне", - говорит нейробиолог Майкен Недергаард из Университета Копенгагена.

"Мы обнаружили, что освежающая часть сна управляется волнами норадреналина. Очень короткие пробуждения вызываются волнами норадреналина, который также очень важен для памяти".

Потребуются дальнейшие исследования на мышах и на людях, чтобы выяснить, как активность NE способствует улучшению консолидации памяти во время сна.

Тем не менее, авторы исследования утверждают, что можно предположить, что колебания уровня NE способствуют перезагрузке сонных веретен, что "снижает риск пробуждений и способствует микро-возбуждениям".

Таким образом, воспоминания могут быть сохранены более эффективно, когда сон в конечном итоге возобновится.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.