Ученые из Медицинской школы при Стэнфордском университете (США) описали, как на уровне мозга регулируются процессы сна и бодрствования. Им также удалось выяснить, что отчасти структуры системы мозга, ответственной за реакцию на вознаграждение, связаны и с процессами засыпания. Статья об исследовании опубликована в Nature Neuroscience, кратко о них сообщается в пресс-релизе Стенфордского университета.
Эксперименты на мышах показали, что пересечение этих двух систем происходит в вентральной тегментальной области среднего мозга (VTA, ventral tegmental area), клетки этой области вырабатывают дофамин. Эта область связана с еще одной мозговой структурой — прилежащим ядром. Обе эти структуры связаны с регуляцией получения удовольствия. Но в то же время отвечают за процессы сна и бодрствования.
В исследовании нейробиологи использовали методы оптогенетики, активируя и дезактивируя отдельные нервные клетки при помощи света. Мыши помещались в клетку с бумагами и опилками, где они строили себе из них жилище. По поведению грызунов можно было определить в какой фазе сна-бодрствования они находятся. Так, при торможении нейронов VTA светом мыши засыпали сразу после сооружения жилища, и их не могли разбудить ни запах корма, ни запах кошачьей мочи. Просыпались они при активации дофаминовых рецепторов.
Таким образом, оказалось, что система реакции на награду задействована в подготовке ко сну, а именно переходу ко сну способствует низкий уровень дофамина. Если проводить аналогию с человеком — то пока мы активны и получаем удовольствие, заснуть нам сложно.
Предположительно, этот механизм работает сходным образом у всех позвоночных. Если это так, то открытие дает возможность разрабатывать «прицельно» действующие снотворные — используя военно-воздушную метафору, нынешние применяют «ковровую бомбардировку» всего мозга, стараясь его выключить, а новые будут подобны современному высокоточному оружию.
