Аристотель как-то обронил: «У кого есть друзья, у того нет друга». Парадокс? Возможно. Но что, если внутри нас самих нет единства, и наш собственный мозг порой действует как сообщество, где одни «друзья» уже спят, пока другие бодрствуют? Именно такую картину рисуют новые исследования: в состоянии утомления и недосыпания отдельные нейроны могут самовольно отключаться, погружаясь в сон, хотя весь организм ещё на ногах.

До недавнего времени считалось, что сном и бодрствованием заведует единый центр — этакий дирижёр, который командует всему мозгу разом: спать или не спать. Но эксперимент, проведённый американскими учёными совместно с итальянскими коллегами и опубликованный в журнале Nature, переворачивает это представление. Оказывается, нервные клетки способны принимать решение о сне самостоятельно, и процесс этот может запускаться из нескольких независимых точек, постепенно распространяясь по коре.

Как нейроны уходят в самоволку

Исследователи работали с крысами. Животным вживили электроды в разные зоны коры головного мозга, чтобы отслеживать активность отдельных нейронов. Затем крысам устроили принудительное бодрствование, продлив его на четыре часа сверх обычного. Внешне грызуны оставались деятельными, но внутри мозга уже начиналась тихая революция: часть нейронов, не выдержав усталости, «засыпала».

Масштаб этого локального сна невелик. Из двух десятков клеток, за которыми велось наблюдение, в сон проваливались всего две. Но последствия ощутимы. Когда крысам предлагали добраться до кусочка сахара через полосу препятствий — задание, требующее идеальной координации и мышечного контроля, — невыспавшиеся особи начинали ошибаться. Они промахивались мимо лакомства, роняли его из лап, действовали неуклюже. Причём ошибки появлялись почти сразу после того, как нейроны отключались.

Интересно, что важен не сам факт сна клеток, а их специализация. Если засыпали нейроны из зоны, отвечающей за сенсорные функции, а не за движение, животные справлялись с заданием нормально. Мозг, выходит, расплачивается за локальный сон лишь в тех навыках, которые напрямую зависят от уснувшего участка.

Скрытая усталость на энцефалограмме

Самое коварное — общая энцефалограмма мозга этих точечных затуханий не видит. На графиках всё выглядит так, будто мозг полностью активен. Но субъективно мы знаем это состояние: хроническая усталость, когда вроде и не спишь, а голова работает с перебоями. Теперь у этого ощущения появилось объяснение: мозг пытается выспаться по частям, отправляя в сон самые переутомлённые участки коры.

Это открытие проливает свет на множество досадных мелочей, которые случаются с каждым. Пролили кипяток мимо чашки? Забыли ключи, лежащие на самом видном месте? Рассеянность, как выяснили британские учёные, может быть вызвана избытком нейронов, а не их нехваткой. В последний момент заметили встречную машину прямо перед собой? Скорее всего, в этот момент какая-то группа нейронов решила вздремнуть, пока остальные ещё держались.

Исследование заставляет задуматься о природе усталости и о том, как мало мы пока знаем о внутренней жизни собственного мозга. Возможно, Аристотель был прав не только о друзьях: единство — штука хрупкая, и порой оно рассыпается прямо у нас в голове, нейрон за нейроном.