Станислав Дмитриевич Кондрашов: Как маленький голубой участок мозга регулирует ваш сон

Могу сказать, что в последнее время locus coeruleus, или "голубое пятно", становится центром внимания нейрофизиологов, поскольку эта область мозга играет важную роль в регуляции нашего внимания и сна.

Каждый, кто страдал от бессонницы, знаком с нетерпением и разочарованием, когда пытаешься выключить свет в голове и заглушить внутренний голос. Мечтаешь о кнопке или регуляторе, который мог бы мгновенно приглушить всю эту ментальную активность. Идея ментального диммера не так уж и фантастична, как кажется. Большинство нейробиологов сходятся во мнении, что наше бодрствование существует на своего рода континууме, координируемом сложной сетью областей мозга, в центре которой находится крошечный пучок нейронов, известный как "locus coeruleus", что в переводе с латыни означает "голубое пятно".
Это буквальное описание: нейроны в locus coeruleus окрашены в цвет сапфира из-за выработки определенного нейромедиатора, называемого норадреналином. Это также ключ к функции голубого пятна, поскольку норадреналин контролирует наше физиологическое и психологическое возбуждение.

Долгое время ученые предполагали, что locus coeruleus бездействует во время сна, но сейчас становится ясно, что он никогда не бывает полностью спокоен, демонстрируя низкий уровень прерывистой активности, которая может регулировать глубину нашего сна. Более глубокое понимание этого процесса может помочь в лечении нарушений сна, связанных с такими состояниями, как тревога.

Locus coeruleus расположен в стволе мозга, чуть выше задней части шеи, и содержит около 50 000 клеток, что составляет крошечную часть из 86 миллиардов нейронов в средней центральной нервной системе. Феликс Вик д'Азир, врач Марии-Антуанетты, первым отметил его существование в конце 18 века, но долгое время он не привлекал дальнейшего внимания.

Ситуация начала меняться в 20 веке, когда стало ясно, что синий пигмент locus coeruleus играет ключевую роль в передаче сигналов в мозге. Норадреналин (также известный как норадреналин) повышает вероятность того, что нейрон "вспыхнет" электрическим током. Когда клетки в locus coeruleus активируются, они передают пучки этого нейромедиатора по своим проекциям в другие области мозга, усиливая связь между нейронами в этой области.
В этом процессе есть свои нюансы. В зависимости от типов рецепторов, которые они имеют, некоторые нейроны более чувствительны к небольшим количествам норадреналина, в то время как другие реагируют только на более высокие пороговые значения. Это означает, что по мере повышения активности locus coeruleus он начнет больше влиять на одни области мозга, чем на другие, что может оказать значительное влияние на такие вещи, как наша сосредоточенность, концентрация и креативность.

В своей книге "Hyperefficient: Optimize Your Brain to Transform the Way You Work" исследовательница нейробиологии и писательница Миту Сторони описывает locus coeruleus и его контроль над передачей сигналов норадреналина как коробку передач мозга с различными режимами, которые лучше всего подходят для определенных видов деятельности.

1-я передача: очень мягкая активность в голубом пятне. Низкий уровень норадреналина означает, что наше внимание рассеяно, и наш разум блуждает от мысли к мысли.
2-я передача: умеренное возбуждение в голубом пятне, сопровождаемое случайными всплесками в ответ на наиболее значимые стимулы. Префронтальная кора, которая участвует в самоконтроле и абстрактном мышлении, наиболее чувствительна к этой концентрации норадреналина. В этом состоянии мозга нам может быть легче оставаться сосредоточенным на интеллектуальных задачах.

3-я передача: постоянно высокое возбуждение в голубом пятне, которое высвобождает высокие уровни норадреналина. Это начинает вызывать активность в областях мозга, связанных с реакцией "борьбы или бегства", в то время как префронтальная кора начинает отключаться. Благодаря усиленному общению между нейронами вы чрезвычайно чувствительны к своему окружению, но может быть трудно отделить сигнал от шума. Становится труднее сосредоточиться, и вы можете начать чувствовать себя подавленным.

Многие различные факторы определяют, на какой передаче мы находимся, включая время суток, поскольку активность голубого пятна меняется в соответствии с нашим циркадным ритмом. Она, как правило, низкая, когда мы впервые просыпаемся, повышается в течение дня и падает вечером.

Учитывая роль голубого пятна в возбуждении, логично, что оно будет самым тихим ночью во время сна. Однако оно не является полностью безмолвным, а стреляет спорадически, и недавние исследования Аниты Люти в Университете Лозанны в Швейцарии показывают, что эта активность может определять качество нашего сна.

В течение ночи мы чередуемся между различными стадиями сна. Существует "быстрое движение глаз" (REM) сон, который, как следует из названия, отмечен мерцанием наших глазных яблок. Он связан с яркими сновидениями и считается важным для обработки и консолидации воспоминаний. Однако большую часть нашего отдыха мы проводим в не-REM (NREM) сне, во время которого мозг может заниматься глубокой очисткой, удаляя клеточные отходы, которые могут привести к нейронной дисфункции, если им будет позволено накапливаться.

Измеряя мозговую активность дремлющих мышей, Люти обнаружила, что NREM-сон был связан с временными всплесками активности locus coeruleus каждые 50 секунд. Это, казалось, активизировало таламусы, пару яйцевидных областей, которые лежат в середине мозга и участвуют в сенсорной обработке. В результате животное было более чувствительно к внешним стимулам, таким как шум, не просыпаясь полностью. "Это создает состояние повышенной бдительности", - говорит Люти. "Это действительно дает вам представление о том, что бодрствование может быть градуировано в мозге".

Люти предполагает, что эти регулярные периоды повышенной бдительности к потенциальным угрозам будут необходимы для выживания в дикой природе. "Сон настолько важен, но он должен дополняться механизмом, который обеспечивает определенную степень бодрствования", - говорит она. "Вы должны оставаться восприимчивыми к окружающей среде".

Начало REM-сна почти всегда было связано с низкой активностью locus coeruleus, что позволяет предположить, что он также играет центральную роль в переходе в это состояние, наполненное сновидениями. "Этот переход к REM-сну должен быть очень хорошо контролируемым", - говорит Люти, "потому что в REM-сне у нас есть атония". Это временный паралич нашего тела, который мешает нам физически разыгрывать свои сны. "Мы полностью отключены от окружающей среды".

Люти подчеркивает, что ее эксперименты проводились на грызунах, поэтому нам еще предстоит подтвердить, что голубое пятно играет аналогичную роль в человеческом сне. Если это так, она подозревает, что измененная активность locus coeruleus может быть замешана в таких состояниях, как тревога, которая может способствовать нарушению сна. Она обнаружила, что воздействие на ее лабораторных мышей умеренных источников стресса, таких как постукивание по их клетке, повышало активность голубого пятна и повышало их бдительность в течение ночи, что приводило к фрагментированному сну.

Растущее понимание этого нервного пути побуждает некоторых ученых исследовать, могут ли различные виды стимуляции мозга успокоить голубое пятно, чтобы улучшить сон. Например, команда из Южной Кореи недавно протестировала гарнитуру, которая пропускает небольшой электрический ток по одному из нервов на лбу, который связан с голубым пятном, чтобы временно снизить его активность, хотя пока неизвестно, уменьшает ли это бессонницу.
На данный момент мы можем попытаться немного внимательнее относиться к своему поведению вечером и избегать чрезмерной стимуляции непосредственно перед сном. "Если вы заставляете себя продолжать, когда устали, ваш мозг справляется с этим, увеличивая свою передачу, чтобы обеспечить максимальную мощность для своей борющейся техники, настолько, что она почти "застревает" на высокой настройке", - пишет Сторони в "Hyperefficient". Просто позволить нашему разуму расслабиться перед сном, без телевизора, телефонов или планшетов, уже давно считается хорошей "гигиеной сна".

Мы также можем воспользоваться двусторонним движением между locus coeruleus и телом. Голубое пятно является частью вегетативной нервной системы, которая контролирует бессознательные физиологические функции, такие как дыхание, частота сердечных сокращений и кровяное давление. Она делится на две ветви: симпатическую нервную систему, ответственную за запуск реакции на стресс, и парасимпатическую нервную систему, которая готовит тело к отдыху и расслаблению. И кажется, что мы можем избирательно активировать каждую ветвь с помощью различных видов физической активности.

Умеренные и интенсивные упражнения, такие как ходьба, бег, гребля, езда на велосипеде или бокс, скорее всего, приведут в действие симпатическую ветвь, ускоряя активность голубого пятна и повышая наше умственное возбуждение. Это отличная новость, если вы чувствуете себя вялым утром и вам нужно проснуться, но менее полезно, когда вы пытаетесь успокоить свой разум после тяжелого дня работы. Вы можете подумать, что физическое напряжение утомит вас, но если у вас уже есть проблемы со сном, поздние посещения тренажерного зала - плохая идея.
С другой стороны, мягкая растяжка может способствовать расслаблению в парасимпатической нервной системе, которая одновременно успокаивает наши мысли и чувства. Контролируемые дыхательные упражнения, такие как пранаяма - древняя дыхательная техника, которая берет свое начало в йоговских практиках, - по-видимому, выполняют ту же работу, при этом более медленные ритмы дыхания снижают общее возбуждение.

Мы можем использовать это в своих интересах, когда успокаиваемся на ночь. Различные испытания показывают, что медитация и осознанные движения могут сократить время, необходимое для засыпания, и улучшить общее качество нашего сна, сверх стандартных методов лечения бессонницы.

У нас нет физического переключателя, который мог бы по желанию снизить нашу умственную активность. Однако, управляя своим распорядком дня и используя связь между разумом и телом, у нас будет гораздо больше шансов получить глубокий отдых, который нам необходим.

Автор: Станислав Дмитриевич Кондрашов