Убаюкивание улучшило качество сна мышей

Paul Franken et al. / Current Biology, 2019

Швейцарские ученые впервые показали, что ритмичные покачивания (убаюкивание) могут улучшить сон не только людей, но и мышей. Они выяснили, что раскачивание мышей во время сна с частотой 1 Герц позволило им быстрее засыпать и меньше просыпаться, за счет чего увеличилась фаза медленного сна. Также ученым удалось показать, что за улучшение качества сна при раскачивании отвечает стимуляция вестибулярного аппарата животных. Статья опубликована в журнале Current Biology.

В раннем детстве, когда нормальный режим сна еще только формируется, помочь ребенку лучше спать могут ритмичные горизонтальные покачивания — причем не только на руках у родителя, но и в специальной колыбели или детском кресле-качалке. Исследования показывают, что убаюкивание детей увеличивает длительность их сна, уменьшает моторную активность при просыпании и помогает быстрее заснуть. Механизм воздействия покачивания на улучшение сна объясняют работой отолитов — известковых образований на поверхности клеток вестибулярного аппарата, которые при изменении положения головы стимулируют вестибулярные волосковые клетки, расположенные во внутреннем ухе. Такая стимуляция, в свою очередь, воздействует на мозговой ствол, который играет важную роль в регуляции сна. 

Роль вестибулярного аппарата в процессе засыпания, однако, была показана только с помощью стимуляции горизонтальным покачиванием. До сих пор неизвестно, однако, в действительности ли он помогает наладить сон напрямую или же делает это вторично, воздействуя на другие системы — например, зрения. Кроме того, до сих пор не было получено свидетельств о том, что убаюкать можно кого-то кроме людей: воспроизведение такого эффекта на модельных организмах, поэтому, является важным шагом для более глубокого понимания воздействия покачиваний на сон.

Этим решили заняться биологи под руководством Пола Франкена (Paul Franken) из Университета Лозанны. В качестве подопытных животных они выбрали мышей, в мозг которых вживили электроды для мониторинга активности. Спали мыши на горизонтально покачивающейся платформе со специальным механизмом, который позволял регулировать частоту движений: ученые испробовали покачивания с частотой 0,25, 0,5, 1 и 1,5 Герц (покачивания с более высокой частотой, как сообщают ученые, вызвали у животных дискомфорт).

Всего эксперимент с использованием покачиваний одной из четырех частот длился 96 часов, первые 48 часов экспериментальная платформа была статична. В последующие 12 часов светлого времени суток (так как мыши спят в основном днем) платформу раскачивали с определенной частотой, после чего оставляли ее статичной на оставшиеся 36 часов. 

Ученые выяснили, что покачивания платформы с частотой 1 и 1,5 Герц значительно увеличило продолжительность фазы медленного сна на 48,4 и 85,5 минуты по сравнению с контрольным условием без покачивания соответственно.


Тем не менее, при покачивании с частотой 1,5 Герц фаза быстрого сна сократилась на 20 процентов, из-за чего мышам приходилось «досыпать» во время обычного для них периода бодрствования. Из-за этого ученые сделали вывод, что наиболее эффективным для сна мышей можно считать покачивания с частотой в 1 Герц — и далее решили сосредоточиться на них (для сравнения, оптимальная частота таких покачиваний для человека — 0,25 Герц).

Ученые снова отправили мышей спать, на этот раз дав им поспать четыре часа в спокойном состоянии. Затем участников разбудили и держали в состоянии бодрствования еще час, после чего следующие семь часов они спали либо на статичной платформе, либо на платформе, которая покачивалась с частотой в 1 Герц. С помощью этого ученые показали, что убаюкивание положительно влияет на сон мышей за счет уменьшения количества эпизодов бодрствования и того, что они быстрее засыпают. Последнее, в свою очередь, объяснили тем, что в периоды бодрствования активность мозга в тета-ритме (от 6 до 10 Герц) была смещена в сторону меньших показателей.

Наконец, для того, чтобы показать, что вестибулярный аппарат в действительности участвует в таком процессе регуляции сна, ученые вывели мышей, у которых были удалены отолиты. На таких мышей покачивания не действовали: у них не наблюдалось ни увеличение фазы медленного сна, ни уменьшение частоты просыпания, ни быстрое засыпание. Из этого ученые сделали вывод, что отолиты как часть вестибулярного аппарата животного играют ведущую роль в воздействии покачиваний на сон.

Сон — один из самых важных физиологических процессов для человека и других биологических видов. Успешное использование модельных организмов для изучения воздействия убаюкивания на качество сна, проведенное в новой работе, может помочь разработать и протестировать практики и медицинские препараты, которые помогают в борьбе и профилактике заболеваний, связанных с работой циркадных ритмов. 

В том же номере журнала Current Biology опубликовано другое исследование с участием авторов работы: в нем ученые изучили, как убаюкивание влияет на сон взрослых людей. О нем вы можете прочитать в нашей заметке.

Елизавета Ивтушок

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.