Найдены новые подсказки о природе усталости

Авторы работы объясняют, что цель исследования — понять, как именно развивается усталость и как ее можно объективно измерить. По словам профессора Дэниела Форджера, людей часто подводит собственная интуиция: субъективное ощущение бодрости плохо отражает состояние мозга. Создание надежных «подписей усталости» может стать основой для систем контроля, которые помогут оценивать готовность людей с высокой степенью ответственности — например, пилотов или хирургов — безопасно выполнять работу.

Для проведения исследования потребовалось объединить усилия ученых из США, Японии и Швейцарии. Зарубежные коллеги разработали уникальный экспериментальный подход, основанный на световом листовом микроскопировании, который позволил создавать трехмерные изображения мозга мышей. Генетическая метка, заставляющая активные нейроны светиться, помогла визуализировать работу клеток в разных регионах мозга и в разное время суток.

Результаты оказались наглядными: после пробуждения активность стартует в более глубоких — подкорковых — структурах мозга. По мере продвижения мышей через свой «день» центры активности постепенно смещаются к коре — наружному слою мозга. Исследователи сравнили это с движением городского транспорта: в разное время суток меняются не только нагрузки, но и «маршруты», по которым идет основной поток сигналов. Важен не только уровень активности мозга, но и то, какие сети берут на себя управление в конкретный момент.

Авторы считают, что эти наблюдения помогут лучше понять связи между суточными ритмами, усталостью и даже психическими расстройствами. Хотя исследование напрямую не касается психиатрии, ученые предполагают, что особенности перестройки нейронных сетей в течение дня могут оказаться важными для понимания ряда заболеваний.

Наряду с биологическими открытиями разработанная исследовательской группой вычислительная методика открывает возможности для анализа данных на людях. Несмотря на то что в экспериментах используются уникальные методы, не применимые к человеку, компьютерные подходы могут быть адаптированы к данным ЭЭГ, ПЭТ и МРТ. Это позволяет надеяться, что принципы, выявленные у мышей, удастся применять и для исследования человеческого мозга, включая изучение усталости, сна и нейродегенеративных болезней.