Используя дизайнерские гены, исследователи из Университета Калифорнии и Гарварда смогли «включить» определенные нейроны в стволе мозга, что привело к глубокому сну.
(Medical Xpress) – Схема, способствующая засыпанию, расположенная глубоко в примитивном стволе мозга, показала, как мы впадаем в глубокий сон. Обнаруженный исследователями Гарвардской школы медицины и Университета при Школе медицины и биомедицинских наук Буффало, это только второй «узел сна», идентифицированный в мозгу млекопитающих, активность которого, по-видимому, является необходимой и достаточной для обеспечения глубокого сна.
Исследование, опубликованное в августе в журнале Nature Neuroscience, демонстрирует, что половина всей активности мозга, способствующей сну, исходит из парафациальной зоны (PZ) в стволе мозга. Ствол мозга – это первичная часть мозга, которая регулирует основные функции, необходимые для выживания, такие как дыхание, артериальное давление, частоту сердечных сокращений и температуру тела.
«Тесная связь центра сна с другими областями, которые имеют решающее значение для жизни, подчеркивает эволюционное значение сна для мозга», – говорит Кэролайн Э. Басс, доцент кафедры фармакологии и токсикологии Школы медицины и биомедицинских наук UB и соавтор статьи.
Исследователи обнаружили, что определенный тип нейрона в PZ, который вырабатывает нейромедиатор гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), отвечает за глубокий сон. Они использовали набор инновационных инструментов для точного дистанционного управления этими нейронами, по сути, давая им возможность включать и выключать нейроны по желанию.
«Эти новые молекулярные подходы позволяют беспрецедентно контролировать работу мозга на клеточном уровне», – говорит Кристель Анселет, научный сотрудник Гарвардской школы медицины. «До того, как эти инструменты были разработаны, мы часто использовали« электрическую стимуляцию »для активации области, но проблема в том, что это стимулирует все, к чему прикасается электрод, и даже окружающие области, которых он не делал. Это был подход кувалды, когда нам нужен был скальпель.”
«Чтобы добиться точности, необходимой для этих экспериментов, мы ввели вирус в PZ, который выражал« дизайнерский »рецептор только на нейронах ГАМК, но не влиял иным образом на функцию мозга», – объясняет Патрик Фуллер, доцент Гарвардского университета и старший автор книги. бумага. «Когда мы включили нейроны ГАМК в PZ, животные быстро погрузились в глубокий сон без использования седативных или снотворных средств.”
Исследователи говорят, что все еще необходимо изучить, как эти нейроны взаимодействуют в головном мозге с другими участками мозга, способствующими сну и бодрствованию, но в конечном итоге эти результаты могут быть преобразованы в новые лекарства для лечения расстройств сна, включая бессонницу, и разработки более эффективных и безопасных методов лечения. анестетики.
«Мы находимся на действительно революционном этапе нейробиологии, – говорит Басс, – где использование дизайнерских генов дает нам беспрецедентную способность контролировать мозг. Теперь мы можем ответить на фундаментальные вопросы функции мозга, которые традиционно были для нас недоступны, включая «почему» сна, одну из наиболее устойчивых загадок нейробиологии.”