Новое исследование Северо-Западного университета подтверждает важность хорошего ночного сна.
Изучая активность и поведение мозга плодовых мушек, исследователи обнаружили, что глубокий сон обладает древней восстанавливающей способностью выводить отходы из мозга. Эти отходы потенциально содержат токсичные белки, которые могут привести к нейродегенеративным заболеваниям.
"Удаление отходов может иметь важное значение для поддержания здоровья мозга или предотвращения нейрогенеративных заболеваний," сказал доктор. Рави Аллада, старший автор исследования. "Удаление шлаков может происходить во время бодрствования и сна, но значительно увеличивается во время глубокого сна."
Исследование опубликуем сегодня в журнале Science Advances.
Аллада – это Эдвард С. Штунц, заслуженный профессор нейробиологии и заведующий кафедрой нейробиологии Северо-Западного колледжа искусств и наук Вайнберга. Он также является заместителем директора Северо-Западного центра сна и циркадной биологии. Барт ван Альфен, научный сотрудник лаборатории Аллады, был первым автором статьи.
Хотя дрозофилы сильно отличаются от людей, нейроны, которые управляют циклами сна и бодрствования мух, поразительно похожи на наши собственные. По этой причине плодовые мушки стали хорошо изученным модельным организмом для сна, циркадных ритмов и нейродегенеративных заболеваний.
В текущем исследовании Аллада и его команда изучали удлиненный сон хоботка (PES), стадию глубокого сна у плодовых мушек, которая похожа на глубокий медленноволновой сон у людей. Исследователи обнаружили, что на этой стадии плодовые мушки многократно вытягивают и втягивают свой хоботок (или морду).
"Это перекачивающее движение перемещает жидкости, возможно, к почечной версии мухи," Аллада сказала. "Наше исследование показывает, что это облегчает удаление отходов и помогает в восстановлении после травм."
Когда команда Аллады нарушала глубокий сон мух, мухи были менее способны выводить из организма введенный неметаболизируемый краситель и были более восприимчивы к травматическим повреждениям.
Аллада сказала, что это исследование приближает нас к пониманию тайны того, почему всем организмам нужен сон. Все животные, особенно живущие в дикой природе, невероятно уязвимы, когда спят. Но исследования все чаще показывают, что преимущества сна, включая удаление жизненно важных отходов, перевешивают эту повышенную уязвимость.
"Наше открытие, что глубокий сон играет роль в удалении отходов у плодовой мухи, указывает на то, что удаление отходов является эволюционно сохраняющейся основной функцией сна," соавторы статьи пишут. "Это говорит о том, что удаление отходов могло быть функцией сна у общего предка мух и людей."