Нейробиологи из Юлихского исследовательского центра выяснили, что 1 ночь без сна меняет структуру синаптических связей в мозге человека. По данным журнала PLOS Biology, ученые зафиксировали усиление плотности контактов между нейронами после длительного бодрствования.
Группа исследователей под руководством Дэвида Элменхорста использовала позитронно-эмиссионную томографию. В эксперименте приняли участие 40 добровольцев. Половина испытуемых спала как обычно, а остальные участники не спали около 28 часов подряд. После этого ученые измерили уровень белка SV2A, который выступает индикатором количества синапсов.
У лишенных сна людей уровень белка повысился в ряде зон мозга, особенно в гиппокампе и таламусе. В состоянии длительного бодрствования мозг демонстрирует признаки усиления синаптической плотности и продолжает наращивать связи.
Полученные данные подтверждают гипотезу синаптического гомеостаза. Согласно этой модели, при бодрствовании мозг усиливает связи между нейронами во время обработки информации, что повышает энергозатраты. Сон выполняет противоположную функцию, снижая избыточную активность и восстанавливая баланс. Ранее эту гипотезу подтверждали в основном на животных.
После 2 часов дневного восстановительного сна исследователи зафиксировали связь между уровнем белка и интенсивностью медленных волн мозговой активности. Чем выше была перегруженность синапсов после бессонной ночи, тем сильнее проявлялась медленноволновая активность. Мозг компенсирует накопленный дисбаланс с помощью усиления восстановительных процессов.
Авторы работы подчеркивают небольшие изменения и косвенный характер показателя SV2A, но называют сам факт обнаружения процесса у людей принципиально важным. При длительном бодрствовании мозг продолжает активно обрабатывать информацию, что приводит к измеримым изменениям в нейронной архитектуре за 1 ночь. Исследователи сделали вывод, что сон выступает механизмом регулярной оптимизации нейронной сети.
