Взаимосвязи между свойством нейропластичности и качеством сна

0 86

Резюме. Обоснованы представления о том, как сон способствует пластичности мозга — способности головного мозга к изменению и реорганизации

До настоящего времени особенности влияния структуры сна на механизмы нейропластичности мозга оставались не выясненными. В частности, взаимо­связь отдельных электроэнцефалографических ритмов с консолидацией памяти не получила должного обоснования. Ранее было известно, что активность кальция в дендритах нейронов является важным предиктором морфологических основ нейропластичности. Однако изучение возможных ассоциаций между подобными характеристиками и структурными особенностями сна не проводилось.

В новой совместной работе исследователи Берлинского университета имени Гумбольдта (Humboldt-Universität zu Berlin), Германия, и Университета Суррея (University of Surrey), Великобритания, получили данные о возрастании активности кальция в популяциях кортикальных дендритов, синхронизируемой с колебаниями электрической активности структур мозга во время определенных фаз сна. Примечательно, что подобные взаимо­связи выявлены лишь по отношению к нейронным дендритам, являющимся основой морфологического субстрата синаптической пластичности. Таким образом, в исследовании авторы обос­новали новый взгляд, описывающий взаимосвязи между сном и характеристиками нейропластичности мозга как способности нервных структур к изменениям и реорганизации. Подобные выводы, по словам авторов, могут раскрыть новые перспективы разработки путей реабилитации лиц с трудностями в обучении и нарушениями памяти. Основные положения работы опубликованы в издании «Nature Communications» 25 сентября 2017 г.

В ходе исследования апробированы новейшие технологии для регистрации электрической активности в определенном регионе нервных структур, несущих ответственность за сохранение новой информации. По результатам работы, проведенной на лабораторных животных, показано, что электрическая активность в дендритах нейронов возрастает во время сна. Также получило подтверждение предложение о том, что подобное возрастание электрической активности непосредственно ассоциировано с определенными мозговыми волнами, являющимися ключевыми в процессах формирования воспоминаний.

Ведущий автор исследования доктор Джули Сейбт (Julie Seibt) отметила: «Головной мозг уникален своей способностью изменяться и адаптироваться на основе предшествующего опыта. Гипотеза о важности сна в подобных адаптивных изменениях представлялась реалистичной и ранее. В новом же исследовании удалось подтвердить, что сон действительно играет важную роль в механизмах адаптации и связанной с ними нейропластичностью». Так, используя однофотонную волоконно-оптическую Ca2+ визуализацию дендритных популяций, ученые показали, что повышение активности Ca2+ коррелирует с колебаниями в частотных диапазонах сигма (9–16 Гц) и бета (16–30 Гц). Таким образом, результаты работы позволили исследователям прийти к заключению о том, что во время электрической активности в пределах частотных диапазонов сигма (9–16 Гц) и бета (16–30 Гц) в дендритах активируются определенные нейронные сети, что, в свою очередь, может способствовать оптимизации функционирования механизмов памяти во время сна.

Резюмируя итоги научного исследования, авторы высказали предположение о том, что в ближайшем будущем методы стимуляции мозга, например транскраниальная магнитная стимуляция, могут быть использованы для стимуляции дендритов тем же частотным диапазоном, что может послужить развитию когнитивных навыков у пациентов с нарушениями обучения и памяти, наблюдающимися, в частности, при деменции.

Наталья Савельева-Кулик

Вам так же будет интересно

Оставьте комментарий

Ваш email не будет опубликован

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.