Как у крысят возникает дельта-ритм сна: синхронизация коры и продолговатого мозга

Сон у малышей и детёнышей животных устроен иначе, чем у взрослых. Сначала преобладает активный сон, а спокойный сон с медленными волнами приходит позже. У крыс медленные волны, или дельта-ритм (колебания с частотой 0,5–4 Гц), впервые появляются примерно на 12-й день после рождения.

Исследователи записывали активность нейронов в продолговатом мозге — отделе ствола мозга, который у взрослых помогает поддерживать спокойный сон. Они сравнили крысят в возрасте 10 и 12 дней. Оказалось, что на 12-й день в этой области возникают ритмичные вспышки активности, чередующиеся с полной тишиной, и эти вспышки совпадают с дельта-ритмом в коре. На 10-й день такой синхронизации ещё нет.

Учёные также заметили, что ритм продолговатого мозга связан с дыханием. Но когда они перерезали обонятельные пути, идущие от носа к коре, дельта-ритм в коре не исчез. Значит, дыхание влияет на этот ритм не через носовое дыхание, а напрямую через внутренние сигналы мозга.

Кроме того, с возрастом в продолговатом мозге стало больше окончаний нейронов, выделяющих тормозной медиатор ГАМК. Это может объяснять, почему активность становится ритмичной. Работа проведена на крысах, поэтому на людях эти механизмы ещё не проверены.