Накопление тау мешает мозгу работать во сне

Команда под руководством Омера Шарона и Мэтью Уокера обнаружила связь между накоплением белка тау в лобной коре мозга, нарушением особых медленных волн во время глубокого (медленноволнового, non‑REM) сна и ухудшением формирования долговременных воспоминаний. Тау — это белок, известный маркер развития болезни Альцгеймера, его избыток нарушает нормальную работу нейронов.

Во время глубокого сна по мозгу распространяются медленные синхронизированные волны электрической активности, они начинаются в лобной коре и прокатываются по обширным участкам мозга. Каждая такая волна отражает одновременное выключение и последующее включение огромных групп нейронов. Для закрепления воспоминаний критически важно, чтобы эти волны шли каскадом, охватывая большие области. Именно такая координированная активность, по мнению исследователей, отчасти объясняет, зачем нам нужен сон.

С возрастом у многих людей в мозге накапливается тау. Из‑за этого медленные волны становятся менее синхронными, проходят на меньшие расстояния и все чаще возникают изолированно, эксперты образно назвали их «одинокими волнами». Такие изменения мешают мозгу эффективно сохранять дневные впечатления в долговременную память.

Чтобы проследить эту связь, исследователи использовали сразу несколько методов. С помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ) они сравнили характер медленных волн у молодых людей (около 20 лет) и пожилых (60–70 лет). У молодых волны «путешествовали» по мозгу на расстояние примерно в ширину ладони, а у пожилых становились короче и разобщеннее. Одновременно с помощью позитронно‑эмиссионной томографии (ПЭТ) ученые отслеживали накопление тау в лобной коре. Оказалось, что чем больше белка, тем сильнее нарушена координация волн и тем хуже люди запоминали заученные перед сном ассоциации слов.

Важно, что эти нарушения фиксировали у людей без диагноза «болезнь Альцгеймера», у них тау присутствовал на субклиническом уровне, а снижение памяти укладывалось в возрастные нормы. При повторном обследовании через несколько лет у тех, у кого уровень тау вырос, одновременно ухудшилась согласованность медленных волн и снизилась способность удерживать воспоминания после ночи сна.

Для дополнительной проверки измеряли уровень тау в спинномозговой жидкости у другой группы пожилых людей. Хотя этот метод не позволял точно локализовать тау в лобной доле, картина оказалась схожей. У людей с более разрозненными медленными волнами соотношение тау к другому белку, связанному с болезнью Альцгеймера (амилоиду), было выше. Тот факт, что два разных подхода привели к согласующимся результатам, делает выводы исследования особенно убедительными.

Ухудшение памяти — это сложный процесс, в котором важную роль играет локальная патология в лобных областях (где зарождаются глобальные волны) и качество глубокого сна. При этом пока нельзя сказать, что первично: накопление тау вызывает распад волн или нарушение сна ускоряет накопление белка. Ответ на этот вопрос будет определять, какие именно вмешательства стоит разрабатывать для профилактики когнитивных нарушений.

Таким образом, медленные волны глубокого сна могут служить своего рода биомаркером: их характеристики отражают не только качество сна, но и скрытые изменения в мозге, связанные с риском болезни Альцгеймера. Понимание этой связи может помочь открыть новые возможности для раннего выявления людей из группы риска и поиска способов поддержать здоровье памяти.