Мозг может «ремонтироваться» во время сна

Клетки микроглии — первый «оборонительный пост» мозга. Они патрулируют головной и спинной мозг и выполняют множество различных функций: например, очищают ткани от накопившихся продуктов их жизнедеятельности или распада и борются с инфекционными агентами. 

Но только недавно ученые показали, что эти клетки также играют важную роль в пластичности — непрерывном процессе, посредством которого образуются и перестраиваются связи между нейронами в процессе их развития. Эти связи отвечают за обучение, память, когнитивные и моторные функции.

В предыдущих работах исследователи показали, как микроглия взаимодействует с синапсами — соединениями нервных клеток, по которым между ними передается электрический импульс. Микроглия помогает поддерживать здоровье и функционирование синапсов и сокращать связи между нервными клетками, когда они больше не нужны для работы мозга.

Новое исследование указывает на роль в этом процессе норадреналина — вещества, которое сигнализирует о возбуждении и стрессе в центральной нервной системе. Это соединение присутствует в мозге в небольших концентрациях во время сна, но, когда его начинает вырабатываться больше, нервные клетки начинают возбуждаться, а человек просыпается. 

Исследование показало, что норадреналин также действует на специфический рецептор — бета-2-адренорецептор, высокие уровни которого содержатся в микроглии. Когда это вещество присутствует в мозге, микроглия впадает в своего рода спячку. 

В этой работе ученые использовали передовую технологию визуализации, которая позволила наблюдать активность в живом мозге. Этот метод показал, что, когда мыши подвергались воздействию высоких уровней норадреналина, микроглия становилась неактивной: она не могла реагировать на местные повреждения и отступала от своей роли в перестроении мозговых сетей.

Это исследование подтверждает важную связь между сном и здоровьем мозга и может помочь объяснить, почему нарушения сна могут быть фактором риска развития нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.