Ученые из Института нейробиологии поведения Макса Планка в Германии провели исследование, чтобы выяснить, какие нейронные механизмы лежат в основе поведения плодовых мушек во время сна, отдыха и кормления. Результаты своей работы они опубликовали в Nature Neuroscience.
Во время эксперимента ученые искали сигнал мозга, который отслеживает потребность в сне у плодовых мушек. Этот сигнал должен был усиливаться при усталости и ослабевать после сна. Исследователи использовали визуализацию in vivo (в живом организме) для записи активности глии у спящих и бодрствующих мух, которым были предоставлены комфортные условия для существования: кормление по часам с помощью робота, возможность спать естественным образом.
Исследователи изучили два вида глиальных клеток — нейронных клеток в мозге и нервной системе, которые выполняют разные специализированные функции. Первые клетки — астроцитоподобная глия — поддерживают стабильную среду в мозге, вторые клетки, которые покрывают аксоны, способствуют их регенерации и удаляют остатки аксонов или поврежденных клеток.
Мы обнаружили, что глиальные клетки отслеживают потребность в сне с помощью сигналов кальция, которые усиливаются во время бодрствования и ослабевают во время сна. Удивительно, но мы обнаружили, что нейроны, которые, как казалось, запускают сон, на самом деле отслеживает потребность в питании: их активность усиливается до тех пор, пока муха не поест. Мы также обнаружили, что активность кальция в глиальных клетках связана с метаболизмом, что позволяет предположить, что сон может быть необходим для восстановления метаболического баланса.
Основываясь на результатах, ученые связали активность глиальных клеток с метаболическими состояниями и регуляцией сна. В будущем исследователи хотят выяснить, как глиальные клетки запускают переход от бодрствования ко сну. Они предполагают, что повышенная активность кальция после длительного бодрствования помогает инициировать сон. Хотя механизм распространения этого сигнала в мозгу пока не изучен, его открытие поможет улучшить понимание сна и метаболических нарушений.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что долгий сон вреден для памяти и мышления.
