Находясь без сознания во время глубокого сна, медленноволновая активность нейронов проходит через кору головного мозга. Это явление связано с укреплением памяти. Европейский проект SloW Dyn, возглавляемый испанскими учеными, обнаружил аномалии в этой активности у мышей, демонстрируя снижение, подобное болезни Альцгеймера.
Во время глубокого сна большие популяции нейронов в коре головного мозга и подкорковых структурах головного мозга одновременно излучают электрические импульсы. Это медленные колебания, которые перемещаются в виде “ волн ” нейронной активности от одной точки к другой в коре головного мозга каждые одну-четыре секунды.
"Эта глобальная ритмическая активность, контролируемая корой головного мозга, связана с отсутствием сознания," говорит Мави Санчес-Вивес, исследовательская группа которой предположила, что это стандартная активность корковых цепей. Эти колебания укрепляют память и синаптическую пластичность, а также, среди прочего, поддерживают метаболические и клеточные функции. Теперь исследователи обнаружили различия в этой мозговой активности между здоровыми мышами и мышами с когнитивным снижением, аналогичным болезни Альцгеймера, из-за преждевременного старения.
"Мы обнаружили уменьшение частоты колебаний, которые также были более нерегулярными и имели более низкую высокочастотную составляющую от 15 до 100 Гц," говорит Санчес-Вивес, также из Каталонского института исследований и перспективных исследований (ICREA).
В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Aging Neuroscience, подчеркивается, что некоторые из этих изменений также наблюдались у пациентов с болезнью Альцгеймера, поэтому, по мнению авторов, модель на животных может помочь в изучении болезни.
Причина или следствие болезней
Связь между медленными колебаниями и нейродегенеративными заболеваниями двоякая. Когда возникают патологии, нарушающие корковые цепи, они часто отражаются в нарушении медленных волн. "Мы изучаем, что эти изменения говорят нам об измененных основных механизмах," говорит исследователь.
Кроме того, волновые изменения, вероятно, будут связаны с проблемами со сном, что может повлиять на развитие заболевания. "Например, если периоды медленного сна нарушены, это может отрицательно повлиять на когнитивные функции, такие как внимание и память," Примечания Санчес-Вивеса.
Чтобы измерить эти колебания, ученые используют ЭЭГ, которые регистрируют активность мозга человека во время сна. В рамках проекта SloW Dyn эксперты будут измерять волны тысяч людей и выяснять, как они меняются с возрастом. Инструменты, которые они разработали для этой цели, представляют собой инструмент, регистрирующий активность мозга, и приложение.
"Это предоставит обширную информацию о составе сна, синхронизации активности мозга и аномалиях, которые могут возникнуть в результате старения или определенных патологий," говорит ученый. Исследователи надеются, что эти записи также дадут им подсказки о терапевтическом потенциале восстановления медленных волн, когда они нарушены. "Мы пытаемся понять феномен, который, хотя и кажется очень простым, способен отключать сознание," говорит Санчес-Вивес.