Ученые из Медицинского университета Рочестера (США) представили новый взгляд на процесс сна человека. Это не просто период отдыха, а высокоорганизованное биологическое состояние. Оно координирует химические процессы в мозге, движение кровеносных сосудов и циркуляцию спинномозговой жидкости, поддерживая процесс ночной очистки мозга. Результаты исследования опубликованы в Science.
По мнению нейробиологов стресс, депрессия и недосыпание могут быть связаны с одной и той же биологической проблемой: нарушением зависящего от сна мозгового ритма, который помогает выводить из мозга продукты жизнедеятельности.
В статье также упоминается потенциальный биомаркер — вариабельность сердечного ритма, которую можно отслеживать с помощью носимых устройств. Это простой способ оценить состояние мозга во время сна и выявить людей с повышенным риском снижения когнитивных функций.
Основное внимание ученые уделили нейромодуляторам — химическим веществам в мозге, таким как норадреналин, серотонин, дофамин и ацетилхолин, которые регулируют настроение, внимание, способность к обучению и поведение в период бодрствования.
Во время медленного сна эти системы ведут себя по-разному, синхронизируясь с медленными повторяющимися колебаниями, которые происходят примерно раз в минуту. Эти ритмы связаны с изменениями в активности мозга, частоте сердечных сокращений, дыхании, движении кровеносных сосудов и циркуляции спинномозговой жидкости.
Синхронизированные колебания обеспечивают работу глимфатической системы. Она представляет собой обширную сеть в головном мозге, которая обеспечивает циркуляцию спинномозговой жидкости через ткани, окружающие кровеносные сосуды, и помогает выводить продукты метаболизма.
Система особенно активна во время сна, она вызывает медленные ритмичные изменения в размере кровеносных сосудов, известные как вазомоция. Эти сосудистые движения, не зависящие от сердечной деятельности, помогают проталкивать спинномозговую жидкость через мозг и выводить продукты жизнедеятельности, в том числе бета-амилоиды и тау-белки, связанные с болезнью Альцгеймера.
Когда эти ритмы нарушаются из-за старения, стресса, психических заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний, плохого сна или приема некоторых лекарств, мозг хуже справляется с выведении токсичных белков.
Вариабельность сердечного ритма — едва заметные изменения в интервалах между ударами сердца — может служить биомаркером состояния мозга, связанного со сном. Исследователи обнаружили, что колебания сердечного ритма во время сна тесно связаны с теми же нейромедиаторными ритмами, которые происходят в мозге.
Ранее Наука Mail рассказала, что женский мозг гораздо острее реагирует на классические факторы риска деменции, чем мужской.
