Ваш мозг. Что нейронаука знает о мозге и его причудах

Кроме трех областей, ответственных за три основных состояния человека в течение дня, наверняка существует и своего рода «центр управления», который позволяет мозгу естественным образом переходить из одного состояния в другое. Исследователи обнаружили этот предполагаемый «центр» благодаря изучению нарколепсии – расстройства, при котором человек постоянно засыпает.

Нарколепсия и «центр управления сном»

Большинству людей с нарушениями сна бывает трудно заснуть или не просыпаться в течение ночи. Несмотря на все последствия, вызываемые бессонницей, нарколепсия может быть намного опаснее.

Пациенты с нарколепсией могут задремать или заснуть в любое время суток – даже после полноценной ночи сна. Они способны отключиться в самое неподходящее для этого время: посреди беседы, во время обеда или даже за рулем. Обычно люди с нарколепсией засыпают ненадолго (не более получаса) и после этого ощущают себя бодрее прежнего – совсем как здоровые люди после дневного сна. Но буквально через пару часов на них вновь может напасть такая же непреодолимая сонливость.

Многие пациенты с нарколепсией внезапно теряют власть над своим телом посреди дня. Из-за этого они падают прямо на пол и несколько секунд или даже минут не могут пошевелиться. Потеря мышечных функций, известная как катаплексия, напоминает фазу быстрого сна и может быть результатом сильного эмоционального отклика – смеха, злобы или испуга.

Исследователи смогли выявить причины нарколепсии благодаря изучению собак. Хотя собаки тоже подвержены этому расстройству, излишняя сонливость у них не так заметна и не так сильно мешает жизнедеятельности (заснуть, пока тебе говорят, какой ты хороший песик, – не то же самое, что отключиться на важной встрече). Поэтому самый опасный из симптомов собачьей нарколепсии – это катаплексия, которая часто возникает в минуты, когда собака испытывает радость, например во время кормежки.

При нарколепсии – состоянии, когда человек часто неконтролируемо засыпает – встречается и катаплексия. Тогда пациент может на пару минут полностью потерять контроль над своим телом и рухнуть прямо на месте.

В конце 1990-х гг. исследователи раскрыли причины собачьей нарколепсии: оказалось, все дело в мутации гена, который отвечает за выработку рецепторов для вещества, называемого орексином¹². Орексин – это нейропептид, то есть маленький белок, который может выполнять функции нейромедиатора. Орексинные нейроны в основном расположены в гипоталамусе, а мутация у собак с нарколепсией приводит к тому, что рецепторы в таких нейронах не отзываются на орексин.

Человеческая нарколепсия, судя по всему, также связана с орексином. До сих пор неизвестно, почему в гипоталамусе большинства пациентов с нарколепсией (до 95 %) отсутствуют орексинные нейроны¹³

.

Ученые предположили, что орексин участвует в засыпании и пробуждении здоровых людей. Орексинные нейроны распространяют сигналы по всему мозгу, в том числе и в те зоны, которые отвечают за пробуждение. Активируя эти зоны, орексин также «переводит» мозг в режим бодрствования. Если активность орексина снижается, то мозг засыпает.

Когда работа орексинных нейронов нарушена, мы бесконтрольно переключаемся от сна к бодрствованию и обратно. А еще испытываем трудности при переходе в фазу быстрого сна и выходе из нее. Считается, что такие нетипичные переключения и приводят к внезапной сонливости и потере мышечного тонуса, которыми характеризуются нарколепсия и катаплексия соответственно. Таким образом, орексинные нейроны играют важную роль в переходе от сна к бодрствованию и обратно.

«Переключатель» в мозге

Когда мы знаем, какие участки мозга отвечают за сон, необходимо ответить на следующий вопрос: как мозг понимает, что человеку пора спать? Существует распространенная гипотеза, что зоны мозга, отвечающие за пробуждение и сон, ведут себя словно вечные соперники. Одни неизменно стремятся подавить других. Кто победил, к такому состоянию (сну или бодрствованию) и стремится организм. Получается своего рода «переключатель» с двумя режимами: «сон» и «бодрствование».

Но все мы знаем, что нельзя просто взять и заснуть за одно мгновение (по крайней мере, большинству из нас такое не удается). Наоборот, сон приходит не сразу: чем ближе ночь, тем сильнее хочется спать.

Выходит, «переключение» происходит постепенно. В его основе лежит механизм, который с течением дня активирует все больше и больше нейронов, ответственных за сон. В конце концов их становится больше, чем нейронов, ответственных за бодрствование. Этому перевесу могут способствовать самые разные факторы.

Ваши веки тяжелеют…