Доказано, что недостаточная длительность и нарушения качества ночного сна неблагоприятно влияют на состояние здоровья, опосредуя повышенный риск развития артериальной гипертензии, сахарного диабета, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний и инсульта. Кроме того, актуальность данного вопроса обусловлена тем, что депривация сна является частой причиной несчастных случаев вследствие дорожно-транспортных происшествий, а также ошибок в профессиональной деятельности, в том числе среди врачей.
Показано, что в состоянии на фоне недостаточности сна происходит взаимная активация гомеостатических физиологических процессов и индивидуальных циркадных ритмов в направлении формирования доминанты сна. Это проявляется постепенным замедлением поведенческих реакций, когнитивными провалами, обусловленными, как правило, изменениями активности таламических и фронтопариетальных нейронных путей, ответственных за функции внимания. Однако подробности механизма указанных нарушений до настоящего времени оставались неизвестны.
В новом исследовании учеными Тель-Авивского университета (Tel Aviv University), Израиль, сообщается о том, что недостаточность сна приводит, прежде всего, к замедлению функциональной активности отдельных нейронов, а это, в свою очередь, является основной причиной отсроченных поведенческих реакций на события и окружающую нас обстановку. Такая селективная нейронная дисфункция, проявляющаяся замедлением и торможением активности, в итоге влияет на взаимодействие процессов зрительного восприятия и памяти. Результаты работы опубликованы в журнале «Nature Medicine» 6 ноября 2017 г.
В поиске ответов на поставленные задачи ученые проводили регистрацию и анализ электрической активности мозга 12 пациентов с лекарственно-устойчивой формой эпилепсии или с незначительным эффектом от терапии указанного заболевания. С целью идентификации локуса патологической биоэлектрической активности мозга все пациенты были госпитализированы за неделю до начала исследования, для чего применяли метод непрерывной регистрации электроэнцефалограммы. В ходе исследования после бодрствования в течение суток участникам демонстрировали изображения известных личностей и видов с просьбой как можно быстрее идентифицировать предъявленные визуальные образы. В итоге, данные, полученные из эксперимента, позволили описать уникальные механизмы, отражающие процессы активности головного мозга. В ходе наблюдения за ответами пациентов авторы работы изучали особенности реагирования отдельных нейронов височных долей головного мозга — областей, ответственных за зрительное восприятие и память. Показано, что сонливость замедляет реакцию отдельных нейронов, последовательно запуская механизмы поведенческих нарушений.
Так, в серии более чем 30 экспериментов с визуальными изображениями коллективом исследователей зарегистрирована электрическая активность около 1500 нейронов, 150 из которых проявляли четкую ответную реакцию на предъявляемый стимул. Замедление ответных поведенческих реакций на морфофункциональном уровне наблюдений проявлялось торможением функций отдельных нейронов — медленным, слабым или вялым ответом. Такую селективную нейронную дисфункцию исследователи отмечали в периоды, когда пациенты смотрели на изображения перед собой. В то же время нейроны других областей мозга функционировали в обычном режиме. Кроме того, обнаружено, что селективная дисфункция нейронов височных зон головного мозга была сопряжена с изменениями медленноволновой активности на электроэнцефалограмме. Так, при формировании доминанты сна нейроны височных областей мозга демонстрировали торможение активности, тогда как функционирование других участков коры головного мозга сохранялось на прежнем уровне.
Резюмируя полученные данные, авторы отметили, что в будущем результаты проведенной работы, вероятно, смогут быть представлены в качестве практического способа измерения степени депривации сна уставших людей, прежде чем такой фактор риска сможет стать причиной неблагоприятных, а в ряде случаев и фатальных следствий.
- American Friends of Tel Aviv University (2017) When you’re tired, your brain cells actually slow down. ScienceDaily, Nov. 8 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171108124201.htm).
- Nir Y., Andrillon T., Marmelshtein A. et al. (2017) Selective neuronal lapses precede human cognitive lapses following sleep deprivation. Nat. Med., Nov. 6 [Epub. ahead of print].
Наталья Савельева-Кулик
