Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского совместно с медицинскими специалистами установили, что даже в условиях гипоксии — нехватки кислорода, возникающей при апноэ сна — мозг не остается бездействующим: он пытается изменить свои связи, чтобы компенсировать нехватку кислорода.
Данный процесс исследователи характеризуют как вид «самоорганизации» нейронных сетей, о чем рассказали в Минобрнауки РФ. Апноэ сна — это состояние, при котором человек во сне периодически прекращает дышать. При обструктивном апноэ сна дыхательные пути закрываются из-за расслабления мышц гортани, и мозг вынужден пробуждаться на доли секунды, чтобы восстановить нормальное дыхание. Это может происходить десятки и даже сотни раз за ночь. В результате возникает хроническая усталость, ухудшается память, снижается концентрация и увеличивается риск инсульта.
Исследователи применили электроэнцефалограмму — метод записи электрической активности мозга — и использовали инструменты из нелинейной физики и теории графов, чтобы проанализировать, насколько синхронно функционируют разные области мозга.
Выяснилось, что основные различия между здоровыми людьми и пациентами с апноэ наблюдаются именно в фазе быстрого сна (REM) — в тот момент, когда мы видим сны и мозг работает практически так же активно, как в бодрствующем состоянии. В этот период организм наиболее подвержен риску: мышцы полностью расслаблены, и дыхание чаще всего прерывается.
Наиболее заметные изменения были выявлены в затылочной доле, где находится зрительная кора. Согласно висцеральной теории сна, именно она во время сна переключается с обработки визуальной информации на сигналы от внутренних органов: сердца, легких, кишечника. Зрительная кора реагирует на остановку дыхания как на внутреннюю угрозу и адаптирует свою работу, чтобы справиться с гипоксией. Мозг словно ищет альтернативные пути: одни связи разрываются, но на их месте формируются новые.
Команда особое внимание уделила высокочастотным колебаниям мозга (альфа- и бета-ритмам), которые связаны с памятью и обучением. Именно в этих диапазонах были зафиксированы значительные отличия. Это может объяснять, почему у людей с апноэ чаще возникают когнитивные проблемы — трудности с концентрацией и запоминанием.
Следующими шагами ученых станет создание системы ранней диагностики нарушений сна на основе сигналов ЭЭГ. В будущем такие методики могут оказаться полезными не только при апноэ, но и при депрессии, тревожных расстройствах или болезни Альцгеймера, так как все они связаны с нарушением взаимодействия между отделами мозга.
Фото: hi-tech.mail.ru