Исследователи из Медицинского центра Beth Israel Deaconess в Бостоне разобрались, как работает «переключатель сна» в мозге у мышей. Это так называемое вентролатеральное преоптическое ядро (VLPO) представляет собой небольшой участок нейронов в переднем ядре гипоталамуса, расположенный над перекрестом зрительных нервов в головном мозге у человека и животных.

На самом деле ученые и ранее подозревали, что VLPO активно участвует в регуляции процессов сна и бодрствования. Но теперь смогли наглядно показать, как именно это происходит. Работая с генно-модифицированными мышами, исследователи принудительно активировали нейроны VLPO с помощью двух инструментов. В одном из экспериментов клетки нейронов возбуждали с помощью лазерного светового пучка, а в другом команда использовала химическое вещество. Вне зависимости от типа раздражителя активация клеток вентролатеральной преоптической области заставляла мышей глубоко засыпать.

С одной стороны, это вполне соответствует данным предыдущих исследований о том, что повреждение нейронов VLPO вызывает бессонницу (в том числе естественное повреждение, вызванное старением). С другой стороны, это противоречит данным исследования другой команды ученых, в котором стимуляция VLPO разбудила спящих животных. Ученые разгадали этот парадокс.

Они обнаружили: когда клетки VLPO стимулируются от одного до четырех раз в секунду, то это приводит к засыпанию, но если стимулировать их с большей частотой, то нейроны начинают «выдыхаться» и в конечном итоге вообще прекращают передачу сигналов. Действительно, в том исследовании, где активация нейронов VLPO разбудила мышей, стимуляция производилась с частотой 10 раз в секунду.

Также новым открытием был тот факт, что длительная активация клеток VLPO вызывает снижение температуры тела. Возможно, именно поэтому мы иногда просыпаемся ночью, чувствуя, что замерзли. В то же время первоначальная активация нейронов лучше всего происходит в тепле — вот почему нам зачастую необходимо хорошенько укутаться перед засыпанием.