Хронический недосып в подростковом возрасте – дискотеки и ночная зубрежка уроков, могут откликнуться шизофренией и другими патологиями нервной системы. Причина – отсутствие должного времени, за которое мозг мог бы уничтожить лишние связи между нейронами.
Узелки
Созревая, мозг заплетает и расплетает отдельные «узелки» – синапсы, которыми нервные клетки связаны друг с другом. В здоровом мозгу эти процессы происходят одновременно: один «узелок» исчезает – другой появляется. Если равновесие нарушено – мозг переполняется лишними связями или, напротив, испещряется «дырками». И избыток, и недостаток синапсов приводит к сложным патологиям нервной системы, нарушениям памяти и шизофрении.
Равновесие между процессами рождения и умерщвления синапсов зависит от многих внутренних и внешних факторов. Например, синапсы, гиппокампа умирают от стресса. К таким выводам ученые пришли после эксперимента, в котором лабораторные мыши пережили все то, что горожане испытывают каждый день, добираясь на работу. А в эксперименте с макаками ученые показали, что из-за отсутствия тонких дендритных шипиков, которые и формируют синапсы, стареющие животные утрачивают способность запоминать новую информацию.
Подростковый мозг
В подростковом возрасте, в период полового созревания, мозг млекопитающих претерпевает коллосальные изменения. Между нейронами постоянно образуются новые связи (синапсы), часть которых вскоре погибает. Другие остаются навсегда.
Ученые из Университета Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin, Madison) предположили, что на перекраивание сети синапсов влияет не только стресс и процесс обучения, но сон. На примере мышей-подростков коллектив биологов под руководством доктора Стефани Марет (Stephanie Maret) проследил за изменениями, которые происходят с мозгом в периоды сна и бодрствования.
В предшествующих работах исследователи из Университета Висконсина уже выяснили, что во время сна синапсы ослабевают и уменьшаются в размерах. «По-видимому, мозг готовится к обучению и восприятию новой информации: связи между нейронами уменьшаются и ослабевают для того, чтобы во время бодрствования снова окрепнуть и увеличиться в размерах», – пишут ученые, ссылаясь на результаты предшествующих работ.
В последней работе, результаты которой появились в Nature Neuroscience, ученые проследили за ростом и увяданием синапсов с помощью конфокального (двухфотонного) микроскопа. Они изучили синапсы мышей-подростоков (возраст животных 29±4 дн.), которые либо спали, либо по принуждению ученых бодрствовали 8-10 часов в сутки.
Ночная прополка
Оказалось, что сон и бодрствование по-разному влияют на синапсы: плотность дендритных шипиков (тех самых, без которых старые макаки не могли запомнить новую информацию) во время сна уменьшалась, а в процессе бодрствования увеличивалась.
Это означает, что, теоретически, из-за чрезмерного бодрствования у человека может увеличиваться количество и плотность синапсов. Однако это не означает, что, чем меньше человек спит, тем лучше у него память. Напротив, авторы исследования убеждены, что бессонные ночи в подростковом возрасте могут откликнуться шизофренией или другими головными проблемами.
Дело в том, что планомерное уничтожение синапсов, происходящее в период созревание мозга, – это «прополка сорняков». Как показали ученые из научных центров Италии под руководством Розы Паоличелли (Rosa C. Paolicelli) из Европейской лаборатории молекулярной биологии (European Molecular Biology Laboratory, EMBL), чем больше «сорных» межнейронных связей остается в мозгу, тем хуже развиваются «культивируемые» синапсы.
Эксперименты ученых продолжаются. Пока что они не делают окончательных выводов. Но, предположительно, хронический недосып в подростковом возрасте,в период глобального «перекраивания» мозга, может быть фундаментом для развития патологий нервной системы.
«Шизофрения начинается еще в детстве, но дает о себе знать много позже. Не исключено, что режим сна и бодрствования имеет важное значение в развитии этого заболевания», – завершают исследователи, обещая разобраться в отсроченных откликах хронического недосыпа. Впрочем, не всегда стоит ждать отсроченных последствий: у недосыпающего человека проблемы с памятью появляются почти сразу.
