Ученые рассказали о связи глубокого сна с ухудшением памяти

Нарушения в распространении медленных волн во время глубокого сна связаны с накоплением тау-белка в мозге и ухудшением запоминания, выяснили нейробиологи из Калифорнийского университета в Беркли. Это исследование поднимает вопросы о том, как функционирует мозг во сне и что это может значить для понимания болезни Альцгеймера. Об этом сообщает сайт Известия.

Эпизодическая память помогает вспомнить, где оставлена машина, с кем был разговор или как прошел первый школьный день. Она сохраняет информацию о событиях и обстоятельствах, в которых они происходили.

С возрастом воспоминания могут становиться менее детализированными, а новая информация запоминается хуже. Однако степень этих изменений варьируется: одни люди сохраняют хорошую память, другие сталкиваются с трудностями.

Исследование, проведенное научным сотрудником Центра изучения сна Калифорнийского университета в Беркли Омером Шароном и его коллегами под руководством Мэттью Уокера, направлено на изучение одного из возможных объяснений этих различий. Ученые исследовали, как распространение медленных волн во время сна связано с закреплением воспоминаний и накоплением белка, который участвует в развитии болезни Альцгеймера.

Ночной сон состоит из нескольких циклов, в которых чередуются REM-сон и NREM-сон. Последний включает три стадии, третья из которых соответствует глубокому сну. Не весь NREM-сон одинаково глубокий.

Во время глубокого сна группы нейронов переходят между периодами активности и снижения активности. Эти изменения фиксируются на электроэнцефалограмме в виде медленных волн.

Каждая медленная волна отражает большую популяцию нейронов, которые одновременно выключаются и включаются, объяснил Шарон.

Исследователи обратили внимание на последовательность этих событий. Волна может начинаться в лобных областях и распространяться по другим участкам коры. Для памяти важно, чтобы изменения активности охватывали значительные области мозга. Ученых интересовало не только наличие медленных волн, но и то, насколько согласованно они возникают и как далеко распространяются.

Локальные, слабо распространяющиеся события исследователи назвали одинокими волнами, что описывает особенности электрической активности мозга. У пожилых участников такие волны чаще оставались ограниченными, вместо того чтобы распространяться по коре. Ученые проверили, связана ли эта особенность с сохранением новой информации за ночь.

Участникам давали задания на запоминание словесных ассоциаций, а на следующий день проверяли, сколько материала они помнят. У людей, у которых медленные волны распространялись хуже, сохранялось меньше изученной информации.

Результаты связали три наблюдения: накопление тау-белка, изменения волн сна и ухудшение ночного закрепления воспоминаний. Исследование выявило статистическую связь между ними, но не доказало причинной последовательности.

Тау-белок присутствует в здоровых нейронах и помогает поддерживать их структуру. При болезни Альцгеймера он претерпевает изменения, отделяется от структур, которые стабилизируют, и может образовывать скопления внутри клеток.

Другой характерный признак болезни — накопление бета-амилоида. Эти белковые изменения являются важными направлениями исследований болезни Альцгеймера. В новой работе акцент сделан на накоплении патологического тау-белка в лобных областях, где часто возникают медленные волны.

Пожилые участники основной группы не имели диагноза болезни Альцгеймера. Изменения памяти оставались в пределах возрастной нормы.

«Дело не только в возрасте. Важно, сколько патологии накопилось в лобных областях, где возникают глобальные волны», — отметил исследователь.

Эти наблюдения помогают изучать изменения, происходящие до появления выраженных клинических нарушений. Однако это не означает, что у каждого участника с накоплением тау-белка впоследствии обязательно разовьется деменция.

Часть участников обследовали повторно спустя несколько лет. У людей, у которых увеличилось накопление тау-белка в лобных областях, ухудшилась согласованность медленных волн и снизилась способность сохранять изученный материал за ночь.

Повторные измерения позволили проследить изменения у одних и тех же людей, что дополнило первоначальное сравнение молодых и пожилых участников.

Однако даже совместное изменение показателей со временем не устанавливает, какой процесс начинается первым. Накопление патологического белка может быть связано с нарушениями сна, но направление этой связи еще предстоит выяснить.

«Мы видим, что тау и одиночные волны увеличиваются со временем. Пока мы не можем сказать, что возникает первым, — и этот вопрос определит, как мы будем разрабатывать вмешательства», — подчеркнул Шарон.

Для дополнительной проверки ученые обратились к независимой группе пожилых людей. Вместе с неврологом Вашингтонского университета в Сент-Луисе Йо-Эль Джу они сопоставили особенности волн сна с показателями спинномозговой жидкости.

В этой группе более локальные медленные волны были связаны с повышенным отношением тау-белка к бета-амилоиду. Похожая закономерность появилась при другом способе оценки белковых изменений и у других участников.

Методы давали разную информацию. ПЭТ позволяла оценивать распределение тау-белка по областям мозга, тогда как анализ спинномозговой жидкости не показывал, где именно он накапливался.

Совпадение результатов в независимой группе усиливает доказательную базу, но остается свидетельством связи, а не окончательным объяснением ее механизма.

Исследование показывает, почему важно учитывать устройство сна при изучении памяти: продолжительность ночного отдыха не описывает все особенности работы мозга в этот период. Однако авторы не проверяли, может ли какое-либо лечение восстановить распространение медленных волн, уменьшить накопление тау-белка или предотвратить болезнь Альцгеймера. Для таких выводов нужны отдельные исследования вмешательств.

Рекомендации по продолжительности сна остаются: большинству взрослых рекомендуется спать от семи до девяти часов за ночь. Этот ориентир относится к поддержанию здоровья в целом и не является установленным способом предотвращения деменции.

Также важно оценивать, как изменения памяти влияют на повседневную жизнь. По данным Национального института старения США, эпизодическая забывчивость может сопровождать нормальное старение. Затруднения, мешающие выполнять привычные дела, требуют обсуждения с врачом.