Немецкие ученые из Института исследований мозга Макса Планка выявили новые механизмы в полушариях мозга во время сна. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Известно, что полушария мозга взаимодействуют друг с другом с помощью пучков нервных волокон. Каждая из областей отвечает за регулировку определенных функций — например, речь контролирует левое полушарие. Благодаря постоянной коммуникации между разными частями мозга мы не осознаем этих разделений.
У большинства животных (птиц, рептилий, амфибий, рыб, насекомых и так далее) мозг, как и у людей, двусторонне симметричный. Поэтому в новом исследовании авторы сосредоточились на изучении сна у рептилий рода Pogona.
Во время одной фазы сна две половины мозга ящериц Pogona конкурируют друг с другом так, что одна сторона навязывает свою активность другой, пока доминирующее полушарие не переключится на другую сторону. Чередуются эти фазы в течение всего цикла сна.
Эти два состояния, присущие всем млекопитающим, называются фазой медленноволнового (медленного) сна, когда на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) наблюдаются низкочастотные волны, и фазой быстроволнового (быстрого) сна, когда ЭЭГ напоминает записи во время бодрствования. Во время второй фазы глаза животного совершают резкие движения под закрытыми веками.
У людей сон начинается с медленной фазы, которая длится около 60 минут, а затем следуют пять-десять минут быстрого сна, и этот цикл повторяется пять-семь раз за ночь. При этом доля быстрого сна увеличивается с каждым циклом. У Pogona цикл сна намного короче (менее двух минут), а две фазы равны по продолжительности (по 45-60 секунд каждая). Ящерица проходит 250-350 таких циклов за один эпизод отдыха.
Изучая нейронную активность одной и той же области в двух полушариях, специалисты обнаружили, что каждая сторона работает независимо от другой во время медленной фазы сна. При этом обе области точно синхронизировались во время стадии быстрого сна, но с задержкой в 20 миллисекунд между полушариями.
Сравнивая интенсивность сигналов, регистрируемых в левом и правом полушариях во время быстрого сна, они также заметили, что сторона с более сильной активностью, как правило, лидировала. Это говорит о том, что две стороны мозга конкурируют друг с другом во время быстрого, но не во время медленного сна и что при конкуренции более сильное полушарие навязывает свою активность другому.
Хотя связи, рассмотренные в этом исследовании, существуют у всех млекопитающих, включая людей, пока неизвестно, происходят ли аналогичные взаимодействия во время быстрого сна у человека. Открытие показывает дополнительные сложности изучения функций и механизма сна.
