Загадки сна. От бессонницы до летаргии

С генерацией быстрого сна связаны две группы ядер, относящихся, как это ни странно, к активирующей системе мозга. Это ацетилхолинергические педункулопонтинное ядро (ППЯ) и латеродорзальное ядро (ЛДЯ). Нейроны в этих ядрах демонстрируют высокую активность как в состоянии бодрствования, так и в состоянии быстрого сна. Кроме того, в быстром сне активируется еще одна область ствола мозга, расположенная спереди и ниже, – сублатеродорзальная глутаматергическая зона, отвечающая за выключение мышечного тонуса в период быстрого сна.

Но главным инициатором быстрого сна является другая группа нейронов, расположенная в заднем гипоталамусе рядом с центром медленного сна ВЛПО. Эти нейроны также выделяют ГАМК. Гипоталамический центр быстрого сна является тормозным по отношению к двум расположенным в верхних отделах ствола ядрам – ГАМКергическому околопроводному серому веществу (ОСВ) и ацетилхолинергическому педункулопонтинному/латеродорзальному ядрам покрышки (ППЯ/ЛДЯ). Эти ядра подавляют активность центров быстрого сна в стволе мозга – упомянутых двух парагигантоклеточных ядер и сублатеродорзального ядра. Когда активность ППЯ/ЛДЯ тормозится, то происходит «выключение выключателей» и стволовые центры быстрого сна высвобождаются от их тормозящего влияния и начинают обеспечивать процессы, связанные с фазой быстрого сна. Сублатеродорзальное ядро (СЛДЯ) с участием латерального гигантоклеточного ядра обеспечивает характерное для быстрого сна подавление мышечного тонуса, поэтому при переживании содержания сновидений, даже эмоционально активных, у здорового человека соответствующая двигательная активность не возникает. Период быстрого сна обычно заканчивается полным или неполным (это называется ЭЭГ-активацией) пробуждением, после которого происходит возобновление сна уже с медленной его фазы.

Модель, объясняющая переключение с бодрствования на сон и с медленного сна на быстрый, была предложена исследователем из Гарвардского университета Клиффордом Сейпером в 2005 г.^{55}

В этой модели очень важная роль отводится системе орексина/гипокретина, которая известна как активирующая система. Сейпер описывает орексиновую систему еще и как «пружину», поддерживающую переключатель «сон-бодрствование» в одном из двух фиксированных положений. В концепции взаимодействия систем, обеспечивающих сон и бодрствование, орексиновая система рассматривается как «активатор активаторов». В бодрствовании она помогает другим активирующим системам подавлять гипоталамический центр медленного сна. Наступление темного времени суток и накопление избытка аденозина приводит к повышению активности ВЛПО. Этот центр высвобождается из-под контроля и сам начинает тормозить орексиновую систему, в еще большей степени подавляя и другие связанные с ней активирующие системы, что обеспечивает стабилизацию состояния сна.

В том случае, когда орексиновая система перестает работать, например при нарколепсии, когда большинство нейронов, выделяющих этот нейромедиатор, погибает, то качели, на разных концах которых «сидят» активирующие и тормозящие системы, начинают непредсказуемо склоняться то в одну, то в другую сторону. Это объясняет, почему у больных нарколепсией случаются внезапные засыпания днем и, наоборот, нарушения сна ночью. Дополнение к этой модели, показывающее роль орексиновой системы как стабилизатора переключения медленного и быстрого сна, было опубликовано в 2006 г. той же группой исследователей из Гарварда. Они показали, что орексиновые нейроны удерживают в выключенном состоянии нейроны латеральной покрышки моста, что позволяет другой группе нейронов (сублатеродорзального ядра покрышки, СЛДЯ) обеспечивать стабильное состояние быстрого сна.

Орексиновые нейроны гипоталамуса тесно связаны по локализации и по функции с морфологически схожими клетками, которые вырабатывают другой нейромедиатор, называемый меланинконцентрирующим гормоном (МКГ). В отличие от орексиновых нейронов, клетки, вырабатывающие МКГ, активны не в бодрствовании, а в фазе быстрого сна. Считается, что эта система отвечает за торможение пробуждения в фазе быстрого сна.

Нерешенным остается вопрос, какой же внутренний генератор с 90-минутной периодичностью (у человека) запускает центр быстрого сна и почему через несколько десятков минут быстрый сон заканчивается и вновь наступает фаза медленного сна. Предполагают, что эту роль играет гипоталамический центр быстрого сна, поскольку он находится в тесной связи с внутренними часами – супрахиазменными ядрами.