Якщо ви хоча б раз в житті спостерігали за людиною, яка спить, то бачили, що час від часу її очі під закритими повіками починають швидко рухатись. Це ознака активної фази сну – в ці періоди мозок опрацьовує отриману за день інформацію і трансформує її в спогади та навички. Ця функція особливо важлива для молодого організму і саме вона стала предметом дослідження вчених з Університету штату Вашингтон Спокан.
Численні експерименти, результати яких публікувались в Science Advances, розширили розуміння дитячих потреб сну і поставили під питання доцільність використання деяких медичних препаратів, таких як стимулятори і антидепресанти. Професор медицини Маркос Френк з своїми колегами документували вплив сну на розвиток зору у молодих тварин.
Швидкий сон для «утримання» спогадів
Дитинчата тварин більшу частину раннього періоду життя проводять в фазі швидкого сну. Тим не менше, фактична основа її можливостей щодо зміни та рекомбінації спогадів не була досконально вивчена. Дослідники виявили, що мозок змінює схеми в зоровій корі по мірі того, як тварини досліджують світ навколо них. Швидкий сон необхідний для того, щоб зафіксувати і «утримати» ці зміни. Це відбувається за рахунок ферменту ERK, який активується тільки під час сну.
«Швидкий сон діє як хімічний проявник в старих фотографіях. – говорить Френк. – Спогади надзвичайно тендітні. Отриманий досвід, як правило, забувається. Швидкий сон необхідний організму, щоб зафіксувати отриману інформацію в головному мозку».
Професор пояснив, що молодий мозок, як у тварин, так і у людей, проходить через критичні періоди пластичності або корекції, тобто коли розвиваються і формуються основні навички: зір, мова, координація рухів, соціальні та інші вищі когнітивні функції. Дослідження показують, що протягом цих періодів швидкий сон допомагає мозку, який росте, регулювати міцність та кількість його нервових зв’язків у відповідності з даними, які він отримує з навколишнього середовища.
Вплив фази швидкого сну на розвиток зору
В 1960 роках хірурги помітили, що відкладання операції по видаленню вродженої катаракти у дітей призводить до серйозних проблем, таких як диплопія і неможливість синхронізувати рухи очей.
«Зорова кора дуже чутлива до інформації, яку вона отримує в періоди свого розвитку, – відзначає науковець. – Якщо зір блокується на цих стадіях, то це призводить до виникнення проблем».
В організованому дослідженні була використана модель, яка була побудована з урахуванням цього відкриття. Головна ціль була – визначити конкретні ефекти фази швидкого сну на розвиток зору.
- Тваринам на одне око розміщували заклейку, а діяльність мозку контролювалась, як під час сну, так і в періоди активності.
- Під час фази швидкого сну тварин періодично будили легким натисканням на корпус. Тварин з контрольної групи будили під час фази повільного сну.
Аналізи показали, що у тварин, які мали дефіцит швидкого сну, нормальний зір не розвивався. «Без сну постійні пластичні зміни в зоровій корі не відбуваються, і фермент ERK не активується» – прокоментував результати Френк.
Раніше дослідники встановили, що ERK працює при перетворенні нейрональних генів в протеїни, які закріплюють зміни мозку. Дослідження має велике значення для розуміння значення сну у дітей. Ця потреба дуже висока у немовлят, а також у підлітків, коли їх мозок швидко змінюється.
Останнім часом педіатри досить часто назначають дітям препарати, які впливають на діяльність мозку. Це розповсюджена практика лікування синдрому дефіциту уваги та інших порушень поведінки. Однак варто зазначити, що даних доклінічних досліджень поки зібрано не достатньо, щоб розуміти, як антидепресанти та інші препарати будуть впливати на мозок в короткотерміновій та довготерміновій перспективі. Майже всі подібні медичні засоби можуть порушувати швидкий сон, який надзвичайно тендітний. Професор Маркос Френк, керуючись отриманими результатами досліджень рекомендує бути обережними і по можливості уникати вживання будь-яких препаратів з цієї групи.
