Исследование: сон с быстрым движением глаз помогает защититься от нападения хищников

Сон с быстрым движением глаз (REM) приводит к кратковременным, но периодическим пробуждениям. В 1966 году доктор Фредерик Снайдер сообщил, что "дозорная" функция REM может помочь животным подготовиться к борьбе или бегству против потенциального нападения хищников. Однако до сих пор не было получено экспериментальных доказательств этой гипотезы.

Исследовательская группа под руководством доктора Ван Липина из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук сообщила об общей цепи, регулирующей врожденный страх и REM-сон, что подтвердило эту гипотезу. Исследование было опубликовано в журнале Neuron 21 января.

В эксперименте животные спали в герметичной камере и подвергались воздействию запаха триметилтиазолина (ТМТ) - стимула, указывающего на присутствие хищника.

Поскольку REM-сон обычно характеризуется более высокими порогами возбуждения, чем сон без быстрых движений глаз (NREM), исследовательская группа поставила перед собой цель раскрыть нейронные механизмы, лежащие в основе этой специфической для REM-сна функции. Они исследовали медиальное субталамическое ядро (mSTN), область мозга, которая содержит высокую плотность нейронов кортикотропин-рилизинг гормона (CRH).

Сочетая регистрацию нейронной активности in vivo и специфические манипуляции с клетками, они обнаружили, что нейроны mSTN-CRH снижают порог возбуждения во время REM-сна для обнаружения угрозы хищника, а также усиливают защитные реакции после пробуждения.

Результаты также показали, что длительное воздействие хищника вызывало значительное увеличение общего времени REM-сна, но сокращение продолжительности отдельных эпизодов REM-сна и фрагментацию архитектуры сна. Нейроны mSTN-CRH необходимы для адаптации REM-сна к хроническому воздействию угрозы.

Это пример того, как эволюция приводит к появлению двух различных, но связанных функций для одного и того же набора нейронов, а не двух совершенно отдельных нейронных сетей. "Мы можем предположить, что естественный отбор предпочитает оптимизировать существующие нейронные схемы для эффективности передачи сигналов и использования энергии, а не более дорогостоящие решения", - говорит доктор Ванг.

В клинических исследованиях наблюдалось совпадение повышенного REM-сна и связанных со стрессом расстройств настроения. Новые результаты данного исследования предлагают потенциальное эволюционное объяснение этого явления и проясняют лежащий в его основе нейробиологический механизм.