Роль дофамина в переключении между сном и бодрствованием

Прорыв стал возможен благодаря разработке новой нейронной микросистемы, созданной совместно командами Китайской академии наук и Чжэцзянского университета. Они сконструировали многоэлектродный зонд нового поколения, способный одновременно фиксировать электрическую активность нейронов и изменения уровня дофамина непосредственно в мозге живых, свободно двигающихся животных.

В отличие от предыдущих технологий, новая система не требует внешних опорных электродов и обеспечивает высокую стабильность сигналов в долгосрочных экспериментах. Так получилось избежать повреждения тканей и получить более точные данные без взаимных помех между различными типами измерений.

Эксперименты на мышах показали, что уровень дофамина заметно меняется в зависимости от фазы сна. Максимальные значения фиксировались в состоянии бодрствования, минимальные — во время медленного сна, а наиболее резкий всплеск наблюдался в момент перехода от быстрого сна к пробуждению. Данные указывают на активную роль дофамина в запуске пробуждения.

Одновременно исследователи выявили несколько типов нейронов, чья активность строго синхронизирована с дофаминовыми колебаниями. Особенно тесная связь наблюдалась между выбросами дофамина и нейронами, активными в фазах бодрствования и быстрого сна. Это стало прямым доказательством того, что дофамин не просто сопутствует смене состояний, а участвует в их нейронном управлении.

Новая технология открывает широкие перспективы для изучения глубинных структур мозга. В будущем ее можно адаптировать для отслеживания других нейромедиаторов, таких как серотонин или глутамат, что позволит точнее расшифровывать работу нейронных сетей.

Полученные результаты важны не только для фундаментальной нейронауки, но и для клинических приложений: от разработки интерфейсов мозг–компьютер до оценки эффективности нейромодуляции и лечения нарушений сна.