Недосып усилил высвобождение дофамина в разных частях мозга
Американские ученые помешали мышам спать ночью, после чего животные стали гиперактивными, а их депрессивно-подобное поведение снизилось. Выяснилось, что кратковременная депривация сна усиливает выработку дофамина, который делает мышей более активными и агрессивными, а также помогает не впадать в депрессивно-подобные состояния. Последнее, судя по всему, объясняется увеличением синаптической пластичности в медиальной префронтальной коре под действием дофамина. Спустя пару дней эффект от недосыпа прошел. Результаты опубликованы в журнале Neuron.
Для лечения депрессии и аффективных расстройств, таких как биполярное аффективное расстройство (БАР), иногда используют кратковременную депривацию сна. Нередко это помогает вызвать переход между аффективными состояниями (то есть депрессией и манией), хотя до сих пор неизвестно, как именно.
Команда ученых из Северо-Западного университета под руководством Евгении Козоровицки (Yevgenia Kozorovitskiy) исследовала на мышах, как острая нехватка сна может приводить к маниакальным эпизодам и выходу из депрессивно-подобных состояний. На одну ночь ученые поместили мышей в цилиндрическую камеру, в которой животные могли сидеть на маленькой платформе диаметром три сантиметра, спать на которой очень трудно из-за ее размера, либо все время двигаться, перешагивая через медленно вращающуюся балку. Поспать мышам, как и предполагалось, не удалось.
После такой ночи мыши стали активнее. Почти все самцы стали проявлять агрессию к другим самцам, которые вторгались на их территорию, хотя прежде так делала лишь часть мышей. Также увеличилась сексуальная активность самцов: 83 процента из них пытались спариться с самками после бессонной ночи по сравнению с 61 процентом до нее. Продолжительность сексуального поведения тоже увеличилась, при этом общее время взаимодействия с самками не изменилось.
Кроме того, недосып повлиял на поведение грызунов в парадигме выученной беспомощности, при которой мышей подвергают непредсказуемому и неконтролируемому стрессу (например, ударам тока), избежать которого невозможно, после чего они перестают избегать неприятных стимулов даже тогда, когда уже могут это сделать (состояние, схожее с депрессией). Такое поведение значительно снизилось в результате острой нехватки сна — обученные мыши снова стали избегать неприятных стимулов. Контрольные мыши, которые остались на ночь в своих клетках, вели себя как прежде. Все поведенческие эффекты прошли спустя 48–72 часа. То есть острая нехватка сна на время сделала мышей гиперактивными и одновременно нормализовала депрессивно-подобное состояние.
Исследователи предположили, что все дело в дофамине. Пока мыши не спали всю ночь, ученые измеряли активность дофаминовых нейронов вентральной области покрышки — и она была повышена. Когда эти нейроны хемогенетически ингибировали (вводя препарат каждые четыре часа в течение ночи), мыши не становились более активными и агрессивными. Также ингибирование дофаминовых нейронов отменяло антидепрессивный эффект бессонной ночи. Однако сексуальная активность мышей все еще была повышена.
На дофамин реагируют нейроны в разных областях мозга, и авторы решили выяснить, какие именно регионы отвечают за регуляцию аффективного поведения после острой нехватки сна. Они хемогенетически избирательно ингибировали дофаминовые нейроны, проецирующиеся на прилежащее ядро, гипоталамус, медиальную префронтальную кору и дорсальное полосатое тело. Гиперактивность мышей исчезла, когда ученые ингибировали дофаминовые нейроны, которые проецируются на прилежащее ядро. А сексуальная гиперактивность, по-видимому, зависела от дофаминовых нейронов, которые проецируются на гипоталамус. Когда ученые блокировали нейроны, проецирующиеся на кору, мыши становились не такими агрессивными, а после парадигмы выученной беспомощности входили в депрессивно-подобное состояние.
Дальнейший анализ показал, что повышенная секреция дофамина нейронами, которые проецируются на медиальную префронтальную кору, усиливает синаптическую пластичность в ней: плотность дендритных шипиков на дендритах пирамидальных нейронов увеличивается. Подобный эффект вызывают некоторые антидепрессанты быстрого действия (например, кетамин). По всей видимости, именно это приводит к выходу из депрессивно-подобного состояния. По мнению авторов, исследование механизмов таких переходов из одного аффективного состояния в другое может помочь разобраться в аффективных расстройствах, таких как БАР.
Впрочем, эксперименты со сном могут быть и опасными. Так, одна бессонная ночь делает людей более тревожными, а еще усиливает чувство одиночества.