Ученые из Фрайбургского университета обнаружили ядро (совокупность нейронов), которое избирательно запускает быстрые движения глазами в быстрой фазе сна. Как выяснилось, оно находится в продолговатом мозге и имеет проекции («тянет» свои аксоны) в ядра глазодвигательных нервов. Описанию особенностей его работы и тому, как именно оно контролирует парадоксальный сон, посвящена статья в журнале Nature Communications.
Нейроны Nucleus papilio в продолговатом мозге. Credit: Gutierrez Herrera et al. / Nature Communications 2019
Во время фазы быстрого сна, отрытой в 50-х годах прошлого века Натаниэлем Клейтманом и Юджином Азерински, мышечный тонус минимален. Тем не менее по непонятным причинам это правило не распространяется на мышцы глазных яблок, которые начинают сокращаться и двигать глаза под закрытыми веками. Собственно, это явление и дало название фазе сна – REM или rapid eye movement.
Долгое время оставалось непонятным, что именно опосредует эти движения и как они влияют на сам быстрый сон. Международная группа исследователей под руководством ученых из Фрайбурга ранее нашла группу нейронов, находящихся в продолговатом мозге (часть ствола мозга), которую из-за специфического строения, похожего на крылья бабочки, назвала Nucleus papilio (русского аналога этого названия еще нет).
В этом исследовании ученые вместе со своими коллегами из Университета Берна применили оптогенетические методы, чтобы получить избирательное управление над конкретными нейронами (а именно – кальбиндин-D28K-экспрессирующими) этого ядра и посмотреть, как они влияют на фазу быстрого сна и движения глаз. Оказалось, что активация этих нейронов действительно приводила к увеличению амплитуды движений, тогда как угнетение их работы сводило мышечные сокращения к минимуму. При этом на саму работу коры мозга во время быстрого сна и продолжительность его эпизодов это никак не влияло.
Теперь, когда у исследователей есть еще один ключик к пониманию механизмов быстрого сна, можно изучать, как на работу этих нейронов и, соответственно, на быстрый сон могут повлиять различные патологии. Возможно, исследование в итоге даже поможет ответить на главный вопрос – а зачем мы вообще во сне двигаем глазами.
Текст: Анна Хоружая
Neurons in the Nucleus papilio contribute to the control of eye movements during REM sleep by C. Gutierrez Herrera, F. Girard, A. Bilella, T. C. Gent, D. M. Roccaro-Waldmeyer, A. Adamantidis & M. R. Celio in Nature Communications. Published November 2019
doi:10.1038/s41467-019-13217-y.
