РЕГУЛЯЦИЯ ЦИКЛА СОН

Лекция 1. часть 2.
Физиологические
и
нейрохимические
механизмы сна
РЕГУЛЯЦИЯ ЦИКЛА СОНБОДРСТВОВАНИЕ
1. МЕХАНИЗМЫ БОДРСТВОВАНИЯ
2. МЕХАНИЗМЫ МЕДЛЕННОГО СНА
3. МЕХАНИЗМЫ БЫСТРОГО СНА
5. МЕХАНИЗМЫ ЦИРКАДИАННЫХ И ДИУРНАЛЬНЫХ
РИТМОВ
МЕХАНИЗМЫ БОДРСТВОВАНИЯ
Datta S., MacLean R.R. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 31 (2007) 775–824
Механизмы регуляции
бодрствования и сна
Jones B. Trends Pharmacol Sci. 2005; 26(11): 578-86.
МЕХАНИЗМЫ МЕДЛЕННОГО СНА
Datta S., MacLean R.R. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 31 (2007) 775–824
Рарушения в вентролатеральной преоптической
области вызывают у крыс бессонницу
Modified from Lu et al., J Neurosci, 2000
Регуляция бодрствования-сна: триггерный
переключатель
МЕХАНИЗМЫ БЫСТРОГО СНА
Bassetti C. et al. In: Mancia M., Ed. Psychoanalysis and Neuroscience. Springer, Milan. 2006. Part 3. P. 351-387.
НЕЙРОННАЯ АКТИВНОСТЬ ВО СНЕ
Rechtschaffen, A., Siegel, J.M. In: Kandel E. R. et al., Eds. Principles of Neuroscience, 4th Ed. McGraw-Hill, N.Y.,
2000, pp. 936-947.
Сон и нейропередатчики
Нейропередатчики
Бодрствование
Медленные сон
Быстрый сон
Ацетилхолин
↑↑
↓→↓↓
↑
Глутамат
↑↑
↓→↓↓
↑↑
Норадреналин
↑↑
↓→↓↓
↓↓
Дофамин
↑
↓
↑
Серотонин
↑↑
↓→↓↓
↓↓
Гистамин
↑↑
↓→↓↓
↓↓
ГАМК
↓↓
↑→↑↑
↓
Орексин
↑↑
↓
↓↓
МКГ
↓↓
↓
↑↑
Дофаминергическая нигростриатная система
Drawing courtesy of Dr. Timothy Roehrs, 2007
Дофаминергические нейроны вентральной покрышки крыс
17 neurons
11 neurons
L.Dahan et al. // Neuropsychopharmacology (2007) 32, 1232–1241.
Нейроны коры в цикле бодрствование-сон
(Nir Y., Tononi G. Trends in Cognitive Sciences. 2010. V. 14. No. 2. P. 88-100)
Участие орексиновых нейронов в
регуляции сна-бодрствования
Источник: Matsuki T., Sakurai T. // Orphan G-protein-coupled receptors and novel neuropeptides (Results
Probl. Cell Differ. V.46) / Eds. Civelli O., Zhou Q.-Y. Springer-Verlag : Berlin, Heidelberg, 2008. P. 27-55
Система орексина/гипокретина (красным) и МКГ (зеленым)
Adamantidis A., de Lecea L.// Cell. Mol. Life Sci. 65 (2008) 1475 – 1488.
«Собака-нарколептик»
Источник: John J. et al. // Neuron. 2004. V.42. № 5. P.619-634.
OX1
OX2
Lu et al. // Nature. 2006. V. 441. No. 7093. P. 589-594.
«Двойной переключатель» в нашем мозге
Рисунок Экономо, 1916 г.
Константин
фон Экономо
(1876 — 1931)
Источник: Saper et al., 2005 Nature. V. 437. P.1257-1263
МЫСЛИ И ГАЛЛЮЦИНАЦИИ В НОЧНОМ
СНЕ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА
J. Allan Hobson, 2009
Современные теории сновидений
Психодинамическая
(Freud, Solms)
Трехмерная модель
(Hobson)
J.A.Hobson.
REM sleep and
dreaming: towards a
theory of
protoconsciousness.
Nature Reviews
Neuroscience. 2009.
V.10. P.803-813
Frontiers in
Neuroscience. 2009. V.3.
No.3. Sleep and Dreams.
Нейрокогнитивная
(Foulkes, Domhoff)
G. William Domhoff.
The neural substrate for
dreaming: Is it a
subsystem of the
default network?
Consciousness and
Cognition. 2011. V. 20.
No. 4. P. 1163–1174.
(From Dreams to Psychosis:
A European Science
Foundation Exploratory
Workshop)
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
A. Супрахиазмальные ядра –
центральный осциллятор организма
Б. Эпифиз – источник мелатонина
Расположение СХЯ в мозгу человека
Bear M.F. et al.
Neuroscience:
Exploring the Brain.
Lipincott, Baltimore.
2000.
Cirelli C. // Nat. Rev. Neurosci. 2009. V. 10. No.8. P. 549-560.
Экспрессия мРНК гена Per
Золотистый хомячок с ритмом
активности-покоя ~24 ч
Тау-мутант с суточным
ритмом ~20 ч
A
Животное с
разрушенными
СХЯ
B
Пересадка СХЯ от
донора с 20-ч ритмом
C
Разрушение СХЯ
устраняет циркадианный
ритм
Нормальный хомячок
приобретает суточный
ритм донора (~20 ч)
Эпифиз в головном мозге человека
Регуляция эпифизарного мелатонина (человек)
Foulkes N.S. et al. Trends
Neurosci. (1997) 20, 487–492
Трехступенчатая интеграция циркадианных
ритмов