Ученые из Юлихского исследовательского центра в Германии получили новые данные о том, как всего одна бессонная ночь отражается на работе человеческого мозга. Работа, опубликованная в журнале PLOS Biology, впервые показала на людях, что длительное бодрствование сопровождается заметными изменениями в нейронных сетях и усиливает потребность организма в глубоком сне. Об этом сообщает sciencexxi.com.
Вот что происходит с мозгом во время длительного бодрствования
Пока человек не спит, головной мозг непрерывно обрабатывает поступающую информацию, закрепляет воспоминания и подстраивается под изменения окружающей среды. Эти процессы связаны с укреплением синапсов – так называемых контактов между нервными клетками, через которые передаются сигналы. Но постоянное усиление таких связей требует больших энергетических затрат. Если нейронные соединения продолжают накапливать нагрузку без полноценного отдыха, работа нервной системы постепенно становится менее эффективной.
Согласно одной из ведущих научных гипотез, именно сон помогает мозгу ослабить часть накопившихся связей, вернуть систему в равновесие и подготовиться к следующему периоду бодрствования. До сих пор эта теория в основном подтверждалась экспериментами на животных.
Как впервые провели эксперимент с участием людей
Чтобы проверить гипотезу, немецкие ученые обследовали 40 добровольцев. Половина участников провела без сна почти 28 часов, а остальные придерживались обычного режима отдыха.
С помощью томографии эксперты измерили уровень белка SV2A, который считается косвенным маркером количества синаптических связей в головном мозге. В результате выяснилось, что после длительного бодрствования у пациентов, лишенных сна, концентрация вышеуказанного белка выросла сразу в нескольких важных отделах мозга. Наиболее заметные изменения зафиксировали в области, которая отвечает за память и обучение, а также в зоне, играющей ключевую роль в передаче информации в центральную нервную систему.
По словам авторов работы, это говорит о том, что даже одна бессонная ночь способна вызывать реальные структурные изменения в организации нейронных сетей.
Почему после бессонницы хочется спать «мертвым сном»
После завершения эксперимента добровольцам разрешили поспать всего 2 часа. Анализ показал интересную закономерность: чем выше был уровень белка после периода бодрствования, тем выраженнее проявлялась медленноволновая активность мозга во время сна. Такой тип отдыха считается самой глубокой фазой восстановления, когда нервная система «жадно» восполняет энергетические ресурсы и нормализует работу нейронных связей.
По сути, мозг сам запускал усиленное восстановление после накопившейся нагрузки.
Недостаток сна опасен для здоровья
Выявленные изменения оказались умеренными, а специальный белок отражает количество синапсов лишь косвенно. Поэтому говорить о полном подтверждении всех механизмов пока рано. Но тем не менее работа стала одним из первых убедительных доказательств того, что недостаток сна сопровождается объективными изменениями в структуре нейронных связей в мозге человека, а не ограничивается только ощущением усталости.
Поэтому полноценный сон остается одним из важнейших механизмов поддержания здоровья мозга, памяти, способности к обучению и нормальной работы нервной системы. Именно во время сна происходит естественная «перезагрузка», без которой мозг начинает испытывать все большую нагрузку уже после одной бессонной ночи, отметили авторы исследования.
