Чем важен сон

Послеобеденный сон улучшает КПД не только физического, но и интеллектуального труда.
Фото Романа Мухаметжанова (НГ-фото)

Долгие годы экспериментаторы и вивисекторы занимались тем, что делали экстирпации (перерезки) различных отделов мозга, в результате чего стало ясно, за что отвечают те или иные отделы мозга, мозжечок например. Потом на сцену мировой науки вышел академик Иван Павлов, придумавший так называемую желудочную фистулу, за что и был награжден Нобелевской премией. (Удивительно, что она работала в те годы, когда об антибиотиках никто и подумать-то не мог.) Наш выдающийся ученый открыл «кондиционированный», или условный, рефлекс, который на Западе называют Раvlovian.

Но все эти тонкие хирургические манипуляции были бессильны при изучении такого состояния мозга, как сон. Только способ изучения волнового спектра электроэнцефалограммы – «биотоков» – позволил открыть такое удивительное явление, как фазу сна с быстрым движением глаз (REM – Rapid Eye-Movements).

Сегодня на помощь ученым пришла быстроразвивающаяся оптогенетика. Методы, использующие оптогенетические технологии, позволяют с помощью лазерного луча активировать специфические нейроны, синтезирующие тот или иной протеин с известной функцией. Так, в мозге мухи дрозофилы были выявлены две группы нейронов, одна из которых несет ген светочувствительного протеина. Световые импульсы позволили не только избирательно активировать клетки с этим белком допамином, но и контролировать их функцию. Так и до контролируемых биороботов недалеко!

В одном из докладов, прочитанных в Мельбурне на Х Международной конференции по проблемам сна, утверждалось, что знаменитая сиеста, или послеобеденный сон, повышает КПД не только физического, но и интеллектуального труда. Последнее доказывалось на примере таких компаний, как Microsoft и Google, сотрудники которых могут вздремнуть после обеда прямо на рабочих местах в специально для этой цели подвешенных гамаках. Вполне возможно, что вскоре физиологи смогут провести на них серии экспериментов по дальнейшему развитию идеи о том, что REM-фаза действительно отражает видимые спящим сны. Психологи смогут подтвердить свои взгляды на сон как на механизм «протосознания», или мозговой модели виртуальной реальности мира, которая необходима для поддержания бодрствования.

Экспериментаторы далеки от подобного рода теоретических рассуждений, тем более что полувековое изучение REM-сна ничего не прибавило к его пониманию. Их больше привлекает конкретика электродов, вживленных в определенные точки коры и в подкорковые структуры. В частности, в знаменитое супрахиазмальное ядро (СХЯ) – группу клеток, расположенную над хиазмой, то есть перекрестием зрительных нервов на основании мозга. Нейроны этого ядра считаются клеточными часами и регуляторами суточного, или циркадного, ритма сна и бодрствования. Именно в них активен главный ген молекулярных часов, названный, естественно, «период» (реriod).

Сотрудники Манчестерского университета выяснили, что днем нейроны с активным геном пребывают в электрически «заряженном» (возбужденном) состоянии и не генерируют импульсов, в то время как клетки без активного реriod вовсю обмениваются с соседями электрическими сигналами. Ученые подчеркивают необычность того, что клетки с активным геном способны хранить «электрическое молчание», поскольку в обычных условиях все как раз наоборот.

В Калифорнийском университете Сан-Франциско обнаружили мутацию в гене белка, подавляющего считывание генов. Мутантный ген уже относительно давно связали с явлением «короткого сна», наблюдающегося у членов некоторых семей. У мышей с внесенным геном «короткого сна» в среднем на 1,2 часа в день повышается уровень активности и уменьшается время, проводимое во сне. Если мышам с выключенным геном вводили мутантную версию, то мыши спали на 2,5 часа меньше своих нормальных сородичей. Подобные мыши, как считают ученые, – превосходная модель изучения того, как сон влияет на физическое и психическое состояние человека.

Не забудем, что человека и мышь разделяют 80 миллионов лет «раздельной» эволюции. Все это делает мышь не только моделью изучения процессов смены сна и бодрствования, но также и прекрасным объектом проверки новых фармакологических кандидатов безвредных снотворных и транквилизаторов.