Постоянное недосыпание в подростковом возрасте может привести не только к затягиванию и затуманиванию подростков, как показывают исследования Университета Висконсин-Мэдисон.
Исследователи обнаружили, что кратковременное ограничение сна у мышей-подростков препятствует сбалансированному росту и истощению синапсов мозга, связей между нервными клетками, в которых происходит общение.
"Одним из возможных выводов нашего исследования является то, что если вы слишком много недосыпаете в подростковом возрасте, особенно хронически, это может иметь долгосрочные последствия с точки зрения структуры мозга," говорит доктор. Кьяра Чирелли, доцент кафедры психиатрии Школы медицины и общественного здравоохранения.
Психические заболевания, такие как шизофрения, обычно начинаются в подростковом возрасте, но точные причины остаются неясными. Национальный институт психического здоровья финансировал исследование Сирелли; результаты опубликованы в текущем выпуске журнала Nature Neuroscience.
"Подростковый возраст – это чувствительный период развития, во время которого мозг резко меняется," Чирелли говорит. "Происходит массивное ремоделирование нервных цепей, при этом образуется много новых синапсов, которые затем удаляются."
Сирелли и его коллеги хотели увидеть, как изменения в цикле сна и бодрствования повлияли на анатомию развивающегося мозга подростка.
Их более ранние молекулярные и электрофизиологические исследования показали, что во время сна синапсы у взрослых грызунов и мух становятся слабее и меньше, предположительно подготавливая их к следующему периоду бодрствования, когда синапсы снова укрепятся и станут больше в ответ на постоянно меняющийся опыт и обучение. Они называют это гипотезой синаптического гомеостаза сна.
Используя двухфотонный микроскоп, исследователи косвенно наблюдали за ростом и сокращением синапсов, подсчитывая дендритные шипы, удлиненные структуры, которые содержат синапсы и, таким образом, позволяют клеткам мозга получать импульсы от других клеток мозга. Они сравнили мышей-подростков, которые в течение восьми-десяти часов спонтанно просыпались, которым давали спать или заставляли бодрствовать.
Живые изображения показали, что сон или бодрствование повлияли на динамический мозг мыши-подростка: общая плотность дендритных шипов падала во время сна и повышалась во время спонтанного или принудительного бодрствования.
"Эти результаты с использованием острых манипуляций продолжительностью всего от восьми до 10 часов показывают, что время, проведенное во сне или бодрствовании, влияет на то, сколько синапсов формируется или удаляется в мозгу подростка," Чирелли говорит. "Следующий важный вопрос: что происходит с хроническим ограничением сна, заболеванием, с которым часто сталкиваются многие подростки."
Эксперименты продолжаются, но Сирелли не может предсказать результат. "Возможно, изменения доброкачественные, временные и обратимые," она говорит, "или могут быть долгосрочные последствия для созревания и функционирования мозга."