Знайдено нейрони, які контролюють швидкий сон
Група японських нейробіологів з Університету Цукуба та Інституту фізико-хімічних досліджень RIKEN в експериментах на мишах зуміла максимально точно визначити сукупність нейронів контролюючих і «вимикають» стадію швидкого сну. Виявилося, що ці нейрони мігрують у процесі ембріонального розвитку з особливої освіти - ромбічної губи мозку зародку в область, яка потім сформує таку структуру мозку як міст () і за низкою своїх функціональних характеристик схожі з нейронами, що регулюють стан бадьорювання. Роботу опубліковано в журналі.
Вароліїв міст - відділ головного мозку, що належить мозковому стовбуру, межує з довготривалим і середнім мозком. Він складається з безлічі ядер, включаючи блакитну пляму і деяких ядер шва. Ряд попередніх досліджень показав, що всі ці структури в тій чи іншій мірі залучені в регуляцію різних стадій сну - швидкого (парадоксального) з високою активністю головного мозку і сновидіннями і деяких стадій повільного сну (зараз їх виділяють чотири). Однак у деталях про нейронні механізми, що регулюють сон, поки відомо мало.
Японські вчені помітили, що ряд клітин, які формують міст, мігрують у процесі ембріонального розвитку з ромбічної дуги - особливого парного утовщення стінок ромбічного мозку зародку. Ці клітини також експресують на 11 день розвитку ембріона білок і беруть участь у регуляції пильнування. Всі ці факти навели вчених на думку, що саме «мігранти» з цього пулу клітин відповідальні за контроль швидкого сну в структурах моста. І якщо вдасться відстежити шлях їх міграції і навчитися довільно включати і вимикати дані нейрони, то можна зрозуміти в деталях структуру мозкових механізмів швидкого сну. Донедавна це залишалося неможливим.
На допомогу вченим прийшли генетичні методи, такі як DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs). Використавши DREADD вчені вивели лінію мишей, у якої певні нейрони ромбічної губи містили особливі рецептори, змінені так, що вони реагували виключно на штучно синтезований ліганд. Таким чином, вдалося не тільки відстежити переміщення нейронів під час розвитку нервової системи, а й отримати над ними контроль.
З'ясувалося, що ці нейрони виділяють нейромедіатор глутамат, і якщо їх активувати, то вони пригнічують швидкий сон і сприяють початку повільного сну. Крім цих клітин в інгібуванні парадоксального сну бере участь і ще одна група клітин моста, що виробляє гальмівний медіатор гамма-аміномасляну кислоту. На думку вчених, їм вдалося ідентифікувати «тонкі» клітинні механізми регуляції швидкого сну і взаємодії різних фаз сну.