Способ получить «отдохнувший» мозг без сна нашли ученые

Нейробиологи из Университета Висконсина в Мэдисоне совершили прорыв: им удалось искусственно запустить восстановительные процессы глубокого сна в мозге бодрствующих подопытных, сообщает Lada.kz со ссылкой на Газета.Ru.

Результаты исследования, опубликованные в престижном научном журнале Nature Neuroscience, могут в корне изменить наше представление об отдыхе и борьбе с когнитивным выгоранием.

Световая «перезагрузка»: как проходил эксперимент

В основе нашего отдыха лежит фаза медленного сна (NREM). Именно в этот период мозг занимается так называемым синаптическим гомеостазом — генеральной уборкой нейронных связей. Он «зачищает» ментальный мусор, ослабляет второстепенные контакты и укрепляет важные воспоминания, формируя долгосрочную память.

Американские ученые решили проверить, обязательно ли человеку (или животному) закрывать глаза и отключаться от реальности, чтобы запустить эту очистку. Для этого они использовали метод оптогенетики:

1. Мышей генетически модифицировали так, чтобы их нейроны реагировали на световые импульсы.

2. Когда животные бодрствовали и бодрствовали долго, ученые с помощью лазера искусственно смоделировали в коре их головного мозга медленноволновую активность (ту самую, что активируется при глубоком сне).

3. Результат превзошел ожидания: стимулированный участок коры мгновенно избавился от биохимических маркеров усталости, хотя мышь продолжала активно двигаться.

Тест на интеллект: После стимуляции уставших мышей пустили в незнакомый лабиринт. Группа «световой поддержки» сориентировалась в пространстве и запомнила новую локацию в разы лучше, чем их нестимулированные невыспавшиеся сородичи.

Чтобы понять масштаб открытия, важно заглянуть за кулисы биохимии. Когда мы долго бодрствуем, в мозге накапливается аденозин — «молекула усталости», а также токсичные белки (например, бета-амилоиды). Ранее считалось, что запустить работу глимфатической системы (микроскопической «канализации» мозга, вымывающей эти токсины) можно исключительно в состоянии полного покоя и сна.

Эксперимент в Висконсине доказывает обратное: глимфатический клиренс и синаптический гомеостаз завязаны не на сам факт отключения сознания, а на специфическую частоту электрических колебаний нейронов. Если подать эту частоту извне, мозг начинает очищаться «на лету».

Заменит ли это полноценный сон людям?

Авторы работы честно предупреждают: полностью отказаться от подушки и одеяла в ближайшие десятилетия не получится. Сон — это комплексный процесс, необходимый не только коре мозга, но и иммунной системе, сердцу, а также для выработки гормонов (например, соматотропина).

Однако технология обещает стать спасением для людей экстремальных профессий. Сейчас ученые думают над тем, как перенести технологию на людей без хирургического вмешательства и генетических модификаций.

Главный кандидат на реализацию — ТЭС (транскраниальная электрическая стимуляция) или высокофокусированный ультразвук. В перспективе специальный ободок или шлем сможет за 15–20 минут прямо во время рабочего дня «освежить» мозг пилота, хирурга или военного, вернув им предельную концентрацию без побочных эффектов, присущих энергетиками или стимуляторам.