Безсънна нощ прави връзките между мозъчните клетки по-силни

Научна група от Института по неврология и медицина в Изследователския център Юлих, Германия, установява, че след една безсънна нощ маркерът за синаптична плътност се повишава в няколко мозъчни области. Синапсите са точките на контакт, чрез които нервните клетки обменят информация. Изводите в изследването подкрепят предположението, че сънят не е просто почивка, а помага на мозъка да възстанови невронните си връзки.

Сънят, който не е просто почивка

Много често хората приемат съня като загубено време. В същото време учените продължават да си задават въпроса защо хората се нуждаят от сън. Една от причините е, че той е нужен за възстановяването на синаптичните връзки и хомеостазата в мозъка. При будно състояние синапсите стават по-силни, а това увеличава нуждата на мозъка от енергия. Смята се, че по време на сън синаптичните връзки отслабват и хомеостазата се възстановява, но до момента данните затова са потвърдени само в животински модели.

С настоящото изследване екипът на проф. д-р Давид Еменхост проверява дали хипотезата за синаптичната хомеостаза е валидна и за хората.

Проучването

Учените изследват 40 здрави възрастни, средната възраст на които е 28 години. Участниците са разделени в две групи на случаен принцип.

Контролната група спи средно по 7,8 часа между измерванията. Доброволците от другата група остават будни. По време на второто изследване те прекарват средно 28,5 часа без сън.

Изследователите правят измервания два пъти сутрин като използват комбинацията от PET скенер и ЯМР.

Използват позитронно-емисионната томография (PET), за да търсят маркери на синаптичния везикуларен гликопротеин 2А (SV2A). Синаптичните везикуларни гликопротеини 2А се намират в мембраната на синаптичните везикули, които представляват малки мехурчести структури в нервните окончания и съхраняват и освобождават невротрансмитери. SV2A е установен маркер за индиректна оценка на синаптичната плътност в мозъка.

Какво откриват учените

Изследователите установяват, че след лишаването от сън в повечето от изследваните мозъчни области маркерът SV2A се повишава значително. Това е резултат от увеличената активност на дълбокия сън и предполага по-висока синаптична плътност.

Констатациите на екипа предоставят едно от най-директните до момента доказателства при хората, че лишаването от сън променя синаптичния баланс на мозъка.

Резултатите ще помогнат и за по-доброто разбиране на нормалните физиологични колебания в синаптичната плътност.

Всичко това има значение за медицината, защото промените в синаптичната структура все по-често биват обсъждани като възможен биологичен фактор при изследвания на психични заболявания като депресията.

Авторите поясняват, че подобни разлики могат да бъдат тълкувани смислено само ако има повече яснота по въпроса, колко много синаптичните маркери се колебаят дори при здрави хора. Причините за тези колебания са много. Сред тях са както продължителен сън, така и будността, стреса или почивката.

„Това, което наистина ме изненада, е степента на промените в синаптичната плътност, причинени само от една нощ без сън“, казва проф. Давид Еменхост.

Когато е лишен от сън, мозъкът остава буден по-дълго и продължава активно да обработва информация.

Проучването, публикувано в списанието PLOS Biology, показва, че след приблизително 18 часа без сън, маркерът за синаптична плътност се увеличава в няколко области на мозъка.

„Това предполага, че лишаването от сън не само причинява умора, но е съпроводено и с измерими промени в невронните връзки. Именно тези промени, които могат да бъдат измерени, показват, че безсънието е биологично значимо нарушение на мозъчната функция.“

Тези промени обаче са обратими. Ако след безсънна нощ следва друга, през която човек спи, то мозъкът се връща в първоначалното си състояние.

Много са причините, поради които мозъкът се нуждае от сън, една от тях е възможността да регулира невронните връзки. Когато човек е буден, много синапси се формират или коригират, а сънят помага за възстановяването баланса на тези невронни връзки и за стабилизирането на процесите, свързани с паметта и ученето. Авторите на проучването подчертават, че често лишаването от сън подобрява настроението на хората с депресия. „Нашият метод на изследване помага да разберем по-добре как сънят, синаптичната пластичност и регулирането на настроението са биологично свързани“, казват изследователите.

А проф. Давид Еменхост обобщава накратко най-важното откритие на проучването по следния начин: „Връзките между нервните ни клетки в мозъка се изграждат и разрушават в удивителен брой всеки ден чрез бодърстване и сън.“

Сънят влияе върху настроението, емоционалния контрол, раздразнителността, стреса. Важен резултат от проучването е, че предоставя биологична отправна точка и показва, че лишаването от сън води до молекулярни промени в синапсите.

Показва още, че хроничното недоспиване не може да бъде компенсирано с една дълга нощ на спокоен сън, защото определени мозъчни функции могат да се възстановят или бавно, или непълно.

Дали това води до трайни промени при хората, все още не е установено окончателно, но за сметка на това рискът от дългосрочни последици е биологично правдоподобен и трябва да се приема сериозно от медицинска гледна точка.