Психологическая помощь новости психологии и психотерапии
Большинству людей, проработавших всю ночь напролет, очень хорошо знакомо это чувство “усталости и взвинченности”. Несмотря на то, что тело физически истощено, мозг чувствует себя счастливым, сбитым с толку и почти испытывает головокружение.
Нейробиологи Северо-Западного университета первыми выяснили, что вызывает такой эффект опьянения. В новом исследовании ученые вызвали у мышей легкую или острую депривацию сна, а затем изучили их поведение и мозговую активность. В период острой потери сна не только увеличивался выброс дофамина, но и повышалась синаптическая пластичность – работа мозга буквально перестраивалась для поддержания бодрого настроения в течение следующих нескольких дней.
Эти новые результаты могут помочь исследователям лучше понять, как естественным образом меняются состояния настроения.
Это также может привести к более полному пониманию того, как работают быстродействующие антидепрессанты (например, кетамин), и помочь исследователям определить ранее неизвестные цели для новых антидепрессантов. Исследование опубликовано в журнале Neuron.
“Хроническая потеря сна хорошо изучена, и ее пагубные последствия широко задокументированы”, – говорит автор-корреспондент Евгения Козоровицкая. “Но кратковременная потеря сна – как эквивалент того, что студент проводит всю ночь перед экзаменом, – менее понятна. Мы обнаружили, что потеря сна вызывает мощный антидепрессивный эффект и перестраивает работу мозга. Это важное напоминание о том, как наша повседневная деятельность, например, бессонная ночь, может фундаментально изменить работу мозга всего за несколько часов”.
Эксперт в области нейропластичности, Козоровицкая является доцентом кафедры нейробиологии и профессором в Колледже искусств и наук Северо-Западного университета.
Признаки потери сна
Ученым давно известно, что острые нарушения сна связаны с измененными психическими состояниями и поведением. Например, изменения сна и циркадных ритмов у пациентов могут спровоцировать манию или иногда обратить вспять депрессивные эпизоды.
“Интересно, что изменения в состоянии настроения после острой потери сна настолько реальны даже у здоровых испытуемых, что испытал и я и многие другие”, – говорит научный сотрудник Северо-Западного университета Минчжэн Ву. “Но точные механизмы в мозге, которые приводят к таким эффектам, остаются плохо изученными”.
Чтобы изучить эти механизмы, Козоровицкая и ее команда разработали новый эксперимент по вызыванию острой потери сна у мышей, у которых не было генетической предрасположенности, связанной с человеческими расстройствами настроения. Экспериментальный подход должен был быть достаточно щадящим, чтобы не вызывать существенного стресса у животных, но в то же время достаточно неудобным, чтобы животные не засыпали.
После бессонной ночи поведение мышей изменилось и стало более агрессивным, гиперактивным и гиперсексуальным по сравнению с контрольной группой с обычным ночным сном.
Используя оптические и генетические инструменты кодирования, исследователи измерили активность дофаминовых нейронов, отвечающих за реакцию мозга на вознаграждение. И они обнаружили, что их активность у животных была выше в течение короткого периода потери сна.
“Нам стало интересно, какие конкретные области мозга ответственны за изменения в поведении”, – говорит Козоровицкая. “Мы хотели знать, был ли это большой широковещательный сигнал, который воздействовал на весь мозг, или это было что-то более специализированное”.
Специализированный сигнал
Козоровицкая и ее команда исследовали четыре области мозга, ответственные за высвобождение дофамина: префронтальную кору, прилежащее ядро, гипоталамус и дорсальное полосатое тело. В результате наблюдения за высвобождением дофамина в этих областях после острой потери сна исследователи обнаружили, что были задействованы три из четырех областей (префронтальная кора, прилежащее ядро и гипоталамус).
Но исследователи хотели еще больше сузить результаты, поэтому они систематически подавляли дофаминовые реакции. Антидепрессивный эффект исчез только тогда, когда исследователи заглушили дофаминовую реакцию в медиальной префронтальной коре головного мозга.
Напротив, прилежащее ядро и гипоталамус, по-видимому, были в наибольшей степени вовлечены в гиперактивное поведение. но в меньшей степени связаны с антидепрессивным эффектом.
“Антидепрессивный эффект сохранялся за исключением тех случаев, когда мы подавляли поступление дофамина в префронтальную кору”, – говорит Козоровицкая. “Это означает, что префронтальная кора является клинически значимой областью при поиске терапевтических целей. Но это также подтверждает идею, которая в последнее время развивается в этой области: дофаминовые нейроны играют очень важные, но совершенно разные роли в мозге. Это не просто монолитная популяция, которая только предсказывает вознаграждение”.
Повышенная нейропластичность
Хотя большинство поведенческих реакций (например, гиперактивность и повышенная сексуальность) исчезали в течение нескольких часов после острой потери сна, антидепрессантный эффект сохранялся в течение нескольких дней. Это наводит на мысль о том, что синаптическая пластичность в префронтальной коре может быть усилена.
Когда Козоровицкая и ее команда исследовали отдельные нейроны, они обнаружили именно это. Нейроны в префронтальной коре образуют крошечные выступы, называемые дендритными шипиками, – очень пластичные элементы, которые изменяются в ответ на активность мозга. Когда исследователи использовали инструмент генетического кодирования для разборки синапсов, это обратило антидепрессивный эффект вспять.
Эволюция для избегания хищников?
Хотя исследователи не до конца понимают, почему потеря сна вызывает такой эффект в мозге, Козоровицкая подозревает, что здесь играет роль эволюция.
“Очевидно, что острая депривация сна каким-то образом активизирует организм”, – говорит Козоровицкая. “Вы можете представить себе определенные ситуации, когда существует угроза нападения хищника или какая-то опасность, и вам нужно сочетание относительно высокой функциональности со способностью отложить сон. Я думаю, это может быть тем, что мы здесь наблюдаем. Если вы регулярно теряете сон, то проявляются различные хронические эффекты, которые будут одинаково пагубными. Но вы можете представить себе ситуации, когда полезно быть очень бдительным в течение некоторого периода времени”.
Козоровицкая также предостерегает людей от работы всю ночь напролет, чтобы скрасить мрачное настроение.
“Эффект антидепрессанта краток, и мы знаем важность хорошего ночного сна”, – говорит она. “Я бы сказала, что вам лучше сходить в спортзал или отправиться на приятную прогулку. Эти новые знания больше важны, когда дело доходит до подбора человеку правильного антидепрессанта”.
