В мозге обнаружен внутренний «таймер»

Ученые обнаружили в мозге мышей химический сигнал, действующий как внутренний таймер: он записывает продолжительность каждого периода сна и количество его прерываний, а также прогнозирует вероятность пробуждения животного в любой момент. Этот сигнал, связанный с активностью фермента протеинкиназы A (PKA), может стать основой для нового метода измерения «долга сна» — накопленного дефицита сна. Результаты исследования опубликованы на платформе bioRxiv.

Исследовательская группа под руководством Яо Чэня из Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовала флуоресцентные сенсоры для наблюдения за активностью PKA — фермента, который добавляет химические метки к белкам на поверхности мозговых клеток. Эксперименты показали, что во время бодрствования уровень этих меток остается высоким и стабильным, а при засыпании начинает медленно и непрерывно снижаться. Каждое кратковременное пробуждение или прерывание сна вызывает временное повышение сигнала PKA, что позволяет одновременно отслеживать общую продолжительность сна и частоту его нарушений. Именно эта динамика дает более точный прогноз пробуждения, чем простое измерение длительности сна.

В ходе дополнительных экспериментов исследователи выяснили, что после принудительного длительного бодрствования сигнал PKA опускается ниже обычного уровня, но скорость его снижения не меняется. Это указывает на то, что сигнал отражает степень удовлетворения накопленной потребности во сне, а не просто служит таймером. Ученые планируют дальнейшие эксперименты с прямым регулированием активности PKA, чтобы проверить, может ли уровень белковых меток напрямую влиять на «долг сна». Независимые эксперты, такие как Анита Люти из Лозаннского университета, приветствуют исследование, но отмечают, что сигнал PKA может отражать не собственно потребность во сне, а уровень бодрствования или переход к быстрому сну.