Как мозъкът "решава", че е време да се събудим? Това е въпрос, на който науката търси отговор от десетилетия. Ново изследване на учени от Вашингтонския университет в Сейнт Луис предполага, че мозъкът разполага със своеобразен молекулен "таймер", който следи как протича сънят и непрекъснато изчислява вероятността човек да се събуди, разказва сп. "Нейчър".

Откритието засега е направено при лабораторни мишки и все още не е преминало независима научна проверка чрез рецензиране. Въпреки това специалисти определят резултатите като обещаващи, защото засягат една от най-големите загадки в невронауката - как мозъкът измерва самия процес на сън.

Не будилник, а брояч

Досега учените сравнително добре разбираха два различни процеса.

Първият е как мозъкът преминава от сън към будност за секунди - например когато ни събуди шум или светлина. Вторият е т.нар. "сънен дълг" - натрупването на умора след една или няколко безсънни нощи.

Между тези две крайности обаче съществуваше празнина. Никой не знаеше как мозъкът следи какво се случва по време на един конкретен сън - дали човек е спал спокойно, дали се е будил за кратко и доколко вече е "готов" да се събуди. Именно върху този липсващ механизъм се фокусира новото изследване.

Химически "етикети"

Изследователите са наблюдавали активността на ензим, наречен протеин киназа А (PKA). Той съществува и при хората и е известен с ролята си в регулирането на будността.

PKA поставя малки химически групи върху белтъците в мозъчните клетки - процес, известен като фосфорилиране. Именно тези химически "етикети" се оказват своеобразният дневник на съня.

Когато животните са будни, количеството на тези химически белези остава високо и почти непроменено. След заспиването обаче нивото им започва плавно да намалява през цялото време на съня.

Ако мишката се събуди за няколко секунди - дори без напълно да прекъсне съня си - сигналът рязко се повишава, след което отново започва да намалява. Така молекулният механизъм отчита едновременно продължителността на съня и броя на неговите прекъсвания.

Защо това е важно?

Един от най-интересните резултати е, че този химически сигнал прогнозира вероятността за събуждане по-точно, отколкото просто измерването на това колко време е спало животното.

С други думи, не е достатъчно да знаем, че човек е спал осем часа. От значение е и колко спокоен е бил този сън.

Изследователите подчертават, че молекулният "таймер" не действа като аларма, която задейства точното събуждане. По-скоро той постепенно променя физиологичното състояние на мозъка, така че вероятността за събуждане непрекъснато нараства. Дали това действително ще се случи може да зависи от външен шум, светлина или друг стимул.

Първи истински тест за недоспиване?

Ако подобен механизъм бъде потвърден и при хора, той може да отвори съвсем нова посока в медицината.

Днес лекарите разполагат с тестове за алкохол или наркотици, но практически няма обективен начин да се измери дали човек е опасно недоспал. Обикновено се разчита на въпросници, реакционни тестове или на това как самият човек оценява състоянието си.

Според невроучения Кетема Пол от Калифорнийския университет в Лос Анджелис именно тук новото откритие може да има най-голямо значение.

"Аналог на теста за алкохол при недоспиване просто не съществува", казва той.

Подобен биомаркер би могъл един ден да се използва при професионални шофьори, пилоти, машинисти, лекари в спешните отделения и други професии, при които липсата на сън може да струва човешки живот.

Засега обаче учените призовават към предпазливост.

Изследването е проведено единствено при мишки и е публикувано като предварителен научен ръкопис в платформата bioRxiv. Това означава, че все още не е преминало стандартната независима експертна оценка, през която минават научните публикации.

Освен това измерването на химическия сигнал е извършено чрез специални флуоресцентни сензори, поставени директно в мозъка на животните - метод, който очевидно не може да бъде използван като рутинен тест при хора. Следващото предизвикателство пред учените ще бъде да открият по-практичен начин този молекулен "часовник" да бъде измерван.

Ако това стане възможно, медицината може да се сдобие с първия обективен показател за натрупаната липса на сън - нещо, което специалистите търсят от години.