Ученые убаюкали дрозофил
Американские ученые провели самое подробное на сегодняшний день исследование убаюкивания и его влияния на сон. Участниками в их экспериментах выступили плодовые мушки дрозофилы, которые, подобно людям и мышам, спят дольше под ритмичные покачивания. На использованных модельных организмах ученым, в частности, удалось показать, что в основе влияния убаюкивания на сон лежит привыкание к определенному стимулу, а не сенсорная адаптация в процессе. Кроме того, оказалось, что убаюкивание эффективно независимо от циркадных ритмов мушки и освещения, а заставить ее спать можно покачиваниями разной частоты — вплоть до 200 Герц. Статья опубликована в журнале Cell Reports.
Несмотря на то, что во время сна порог восприятия значительно повышается, полностью его системы не отключаются, и некоторая сенсорная стимуляция даже может положительно сказаться как на качестве сна, так и на когнитивных процессах, которые во время отдыха происходят наиболее активно (например, консолидации памяти). Например, прослушивание классической музыки во время фазы медленного сна повышает активность лобных долей в тета-диапазоне — и даже может помочь лучше сдать экзамен.
Другая распространенная стимуляция, которая может положительно повлиять на сон, — механическая, причем убаюкивания и покачивания улучшают ночной отдых не только маленьких детей, но и взрослых, а также мышей. Эксперимент с последними также показал, что сон при убаюкивании улучшается за счет стимуляции вестибулярного аппарата, но только этим механизм такого воздействия не ограничивается.
Чтобы изучить механизм воздействия покачиваний на сон подробнее, Кюнги Ко (Kyunghee Koh) из Университета Томаса Джефферсона и ее коллеги решили использовать классический модельный организм — плодовую мушку дрозофилу. Всего исследователи использовали три разные генетические линии мушек: контрольную дикого типа, мушек с мутацией гена white с белыми фасеточными глазами, более чувствительными к свету (их часто используют в исследованиях сна), и мушек, у которых содержащая white X-хромосома заменена на X-хромосому дикого типа.
Установив нормальный распорядок сна и бодрствования каждой линии мушек, ученые проверили, как на каждую из них будут влиять убаюкивания. Для этого они поместили контейнер с мушками на стеллаж, а на полку под ним поставили вихревой миксер для пробирок: когда миксер включали, вибрации от него передавались контейнеру с мушками — и так получались убаюкивания (постоянные — по 12 часов в дневное время и 12 часов в ночное).
За активностью насекомых следили с помощью камеры и инфракрасного монитора, с помощью которых насекомых подсвечивали. Оказалось, что во всех трех линиях — как среди самцов, так и среди самок — убаюкивания увеличивают продолжительность дневного сна по сравнению с контрольным условием, когда мушек не раскачивали (p < 0,001), даже несмотря на то, что в самом начале покачивания повышали их активность. Кроме того, сон оказался глубже: у убаюканных мушек порог восприятия света оказался меньше, и их сложнее было разбудить, посветив на них мигающей лампочкой.