Исследователи из Льежского университета использовали магнитно-резонансную томографию (МРТ) с напряжением 7 Тесла, чтобы обнаружить роль ганглиев в регулировании сна, особенно быстрого сна. Они обнаружили, что активность этого ядра мозжечка связана с качеством быстрого сна, при этом его функция инициирования и обеспечения быстрого сна снижается, и эта закономерность особенно выражена у людей в возрасте от 50 до 70 лет.

Исследование, проведенное исследовательской группой Института Льежского университета (Бельгия) с использованием технологии МРТ сверхвысокого магнитного поля мощностью 7 Тесла, углубило понимание механизмов регуляции сна. Мы давно знаем, что сон полезен для мозга. Мы также знаем, что свет не только полезен для зрения, но также играет важную роль в настроении и других аспектах.

Чего мы не знаем, так это того, как это происходит в нашем мозгу. Исследователи из Льежского университета провели два отдельных исследования с использованием аппарата МРТ мощностью 7 Тесла на платформе GIGA-Centre de Recherche du Cyclotron (Исследовательский центр циклотрона), что дает нам предпосылку для объяснения.

Научная группа из Льежского исследовательского центра циклотрона/In Vivo Imaging (GIGA-CRC-IVI) только что продемонстрировала, что качество быстрого сна (стадия сна, в которой мы видим сны больше всего) связано с активностью долек желудочков. Это ядро ​​мозжечка размером примерно с 2-сантиметровую лапшу расположено у основания мозга (ствола мозга).

На латыни это означает «голубое пятно», названное так из-за цвета, который появляется при рассечении. Он распространяется почти на все области головного мозга (а также на спинной мозг), секретируя нейромодулятор под названием норадреналин. Норадреналин важен не только для стимуляции нейронов и поддержания их бодрствования, но также для ряда когнитивных процессов, таких как память, эмоциональная обработка, стресс и тревога. Его стимулирующая активность должна утихнуть, чтобы начать сон, и прекратиться, прежде чем наступит сон с быстрым движением глаз.

Жиль Вандевалле, содиректор GIGACRC-IVI, объясняет: «Таким образом, быстрый сон может работать без норадреналина, сортируя синапсы, которые необходимо сохранить или устранить во время сна, и таким образом встретить новый день, полный новых впечатлений».

Исследования на животных показали, что функция этого маленького ядрышка имеет решающее значение для сна и бодрствования. Екатерина Кошманова, научный сотрудник лаборатории и первый автор статьи, опубликованной в «JCI Insight», пояснила: «В человеческом организме из-за небольшого размера и глубокого расположения нервных ядер их сложно наблюдать in vivo с помощью традиционной магнитно-резонансной томографии. Поэтому подтвержденных результатов мало. Благодаря более высокому разрешению 7 Тесла МРТ мы смогли выделить это ядро и извлечь его активность при выполнении простой когнитивной задачи в состоянии бодрствования, показав, что чем сильнее наша внешняя доля мозжечка реагирует в течение дня, тем хуже качество нашего сна и тем ниже интенсивность быстрого сна».

Это особенно верно в отношении возраста, поскольку эффект был обнаружен в исследовании только среди людей в возрасте от 50 до 70 лет, но не среди молодых людей в возрасте от 18 до 30 лет. Этот результат может объяснить, почему у некоторых людей с возрастом развивается прогрессирующая бессонница. Эти предварительные результаты также открывают путь для будущих исследований активности этого небольшого ядра во время сна и его возможной роли в бессоннице, а также связи между сном и болезнью Альцгеймера.

Тем временем та же исследовательская группа пытается лучше понять, как свет стимулирует наше познание. Свет подобен чашке кофе: он помогает нам не заснуть. Поэтому мы рекомендуем не использовать слишком много света на смартфонах и планшетах в ночное время. Это может нарушить наш сон. С другой стороны, тот же свет помогает нам днем.

Многие исследования показали, что хорошее освещение может помочь школьникам, персоналу и пациентам больниц, а также сотрудникам корпораций. Наиболее эффективной при этом является синяя часть света, поскольку в наших глазах есть детекторы синего света, которые сообщают нашему мозгу о качестве и количестве света вокруг нас.

Точно так же до конца не изучены области мозга, ответственные за стимулирующий эффект света (также известный как «невизуальные» эффекты света).

При магнитно-резонансной томографии 7Т теменная (А) и таламическая (В) области были вовлечены в более сложные слухо-когнитивные задачи, пока участники были освещены. Изображение справа представляет собой временную реконструкцию активности в течение 25-минутного периода записи. (C) Расположение различных ядер в таламусе и таламических областях, используемых для анализа. Именно эта последняя область получает световую информацию и изменяет активность теменных областей. Источник изображения: Льежский университет/GIGACRCIVI.

«Они маленькие и расположены под корой головного мозга», — объясняет Иления Папарелла, аспирант лаборатории FNRS и первый автор статьи, опубликованной в журнале Communications Biology. Исследовательская группа из GIGA-CRC-IVI еще раз использовала технологию МРТ с высоким разрешением 7 Тесла, чтобы продемонстрировать, что таламус, подкорковая область, расположенная под мозолистым телом (соединяющая два полушария мозга), играет роль в передаче невизуальной световой информации в теменную кору, область, которая контролирует уровень внимания.

«Мы знаем его важную роль в зрении, но его роль в незрительных аспектах менее определенна. Это исследование показывает, что таламус стимулирует теменные области, а не наоборот, как мы думали. Эти новые достижения в понимании роли таламуса в конечном итоге позволят нам найти световые решения, которые помогают познанию, когда нам нужно полностью бодрствовать и сосредоточиться, или способствуют лучшему сну с помощью расслабляющего света».