Może kiedyś będzie możliwe czerpanie korzyści ze snu bez konieczności zamykania oczu. Stymulowanie konkretnych aktywności mózgu u czuwających myszy doprowadziło do uzyskania niektórych efektów, jakie daje głęboki sen, w tym poprawy pamięci.
„W teorii i do pewnego stopnia możliwe byłoby replikowanie tych wyników u naszego gatunku” – mówi Vladyslav Vyazovskiy z Uniwersytetu Oksfordzkiego, który nie brał udziału w badaniach. „Byłoby fascynujące zbadać, czy sztuczne wywołanie [tej aktywności] w trakcie czuwania u ludzi mogłoby skutkować subiektywnym poczuciem większego odświeżenia i wypoczynku po zakończeniu.”
Spanie uważane jest za istotny sposób, w jaki mózg przeprowadza większość swoich prac konserwacyjnych. Obejmuje to homeostazę synaptyczną, proces, w którym mózg uporządkowuje tysiące nowych połączeń neuronalnych zrobionych w ciągu dnia – przechowując te ważne i osłabiając lub obcinając te, które nie są tak ważne.
Podczas snu niestabilnego (NREM) – głębokiej fazy snu, stanowiącej około 80 procent snu u dorosłych – kora mózgu wielokrotnie wysyła sygnały o tej samej porze, a następnie wyłącza neurony, w wzorze znanym jako aktywność snu wolnofalowego. „To było połączone z homeostazą synaptyczną i może być kluczowym mechanizmem podlegającym funkcjom odnowy snu” – mówi Chiara Cirelli z Uniwersytetu Wisconsin-Madison.
Cirelli i jej koledzy zastanawiali się, czy mała część kory może zostać skłoniona do wejścia w ten stan snu, gdy jednostka jest jeszcze czujna. Niektóre zwierzęta robią to naturalnie, np. delfiny, kaczki i foki futerkowe, u których jedna połowa mózgu tonie w NREM, podczas gdy druga pozostaje czujna i czujna na obecność drapieżników.
Aby sprawdzić, czy podobny stan można wywołać, badacze genetycznie zmodyfikowali myszy tak, aby ich aktywność neuronalna mogła zostać wyłączona za pomocą światła. Wsadzili sondę do jednej połowy mózgu i przez pięć godzin trzymali myszy czuwające, dając im nowe rzeczy do eksploracji. Pod koniec tego okresu czasu sonda świetlna była wielokrotnie włączana i wyłączana przez 30 minut, imitując sen NREM.
Po tym, gdy myszy miały pozwolenie na sen, z zapisów mózgu wynikało, że pobudzona strona mózgu nie wykazywała typowych oznak wyczerpania spowodowanego brakiem snu. „Ponieważ ta mała część mózgu zrobiła swoje oczyszczanie podczas czuwania, nie potrzebowała już dodatkowego głębokiego snu potem” – mówi Cirelli.
Następnie badacze zastanawiali się, czy forsowanie snu w czasie czuwania zwiększa pamięć. Umieścili więc genetycznie zmodyfikowane myszy w kwadratowym pudełku z dywanem o takiej samej fakturze po obu stronach pojemnika. Po 15 minutach eksplorowania przestrzeni myszy zostały przypisane do grupy snu, grupy, która była pozbawiona snu przez 1 godzinę, lub grupy, która była pozbawiona snu przez 1 godzinę, ale otrzymała stymulację sztucznego głębokiego snu.
Następnego dnia myszy wróciły do pudełka, ale jedna strona pojemnika miała nową fakturę. Myszy naturalnie ciągną do nowości, więc badacze zmierzyli, ile pamiętały stare otoczenie na podstawie czasu spędzonego na nowej stronie. Okazało się, że myszy pozbawione snu, które nie otrzymały stymulacji, miały trudności ze odróżnieniem nowej i starej strony, podczas gdy zarówno grupa snu, jak i myszy pozbawione snu, które otrzymały stymulację, spędziły więcej czasu na nowej stronie.
Zespół planuje zbadać, czy podobne efekty mogą wystąpić u ludzi, jeśli ta aktywność mózgu byłaby wywoływana nieinwazyjnie za pomocą stymulacji elektrycznej przezczaszkowej. Niemniej jednak Vyazovskiy podkreśla, że sen prawdopodobnie nigdy nie może być zastąpiony. „Sen występuje w dwóch rodzajach – NREM i REM [ruchy szybkiej fazy snu] – i wciąż nie wiemy, co sprawia, że sen jest kompletny” – mówi.
Kontekst: Badania nad potencjalnymi korzyściami aktywności mózgu podczas czuwania w porównaniu do snu głębokiego.
Sprawdzenie fakty: W badaniach z myszami naukowcy zastosowali stymulację mózgu, aby zasymulować efekty głębokiego snu.
