Открытие, опубликованное в журнале Nature, приближает нас к пониманию тайны сна. Исследователи из Великобритании обнаружили «переключатель», или гомеостат сна, который нужен для того, чтобы нас разбудить.
Сон регулируется двумя системами – циркадными ритмами (биологическими часами) и гомеостатом сна. В то время как циркадные часы довольно хорошо изучены, о гомеостате сна известно очень мало. Как выяснили британские ученые, он выполняет функции своеобразного контроллера, который регулирует весь процесс засыпания – от начала до самого возвращения в явь.
Команда из Оксфордского университета изучала действие этого механизма в головном мозге плодовых мух, циркадный хронометраж которых подобен нашему. Дрозофилы имеют около двух десятков нейронов для управления процессами сна – подобные клетки головного мозга также имеются и у других животных, включая людей. Эти клетки передают сигнал гомеостату: если нейроны электрически активны, организм спит, а когда они молчат – он бодрствует. Для переключения этих нейронов команда использовала самую современную технику на основе оптогенетики – она использует для включения и выключения активности клеток мозга импульсы света. В данной работе оптогенетика применялась для стимуляции синтеза дофамина.
У людей, принимающих психостимуляторы, уровень дофамина в головном мозге повышается, и точно такой же эффект также был отмечен у мух. Когда была активирована дофаминергическая система, нейроны сна замолчали – и дрозофила просыпалась. Когда же соответствующие нейроны активировали, муха впадала в спячку.