Сон и синаптический гомеостаз

За последние десятилетия накоплен значительный объём знаний о механизмах сна. Однако его функция по-прежнему остаётся неясной. Сложность понимания функции сна может быть связана с недостаточным представлением о том, как множество процессов, сопровождающих бодрствование и сон — от экспрессии генов и активности отдельных нейронов до динамики всего мозга и поведения, — функционально и механистически связаны между собой. Поэтому новые концептуальные модели, интегрирующие разнообразные явления, происходящие во время бодрствования и сна на разных уровнях, вероятно, позволят глубже понять функцию сна, чем исключительно описательные или корреляционные подходы. Одной из таких моделей является гипотеза синаптического гомеостаза, согласно которой сон и бодрствование сопровождаются изменениями силы синаптических связей. Основное положение этой гипотезы состоит в том, что обучение и приобретение опыта во время бодрствования связаны с суммарным усилением синаптических связей. Предполагаемая функция сна заключается в обеспечении синаптической нормализации, что имеет важные последствия для энергетических потребностей, внутричерепного пространства и обеспечения метаболическими ресурсами, а также, что особенно важно, создаёт условия для дальнейших пластических изменений. В статье рассмотрены эмпирические данные в пользу этой гипотезы, полученные на различных уровнях — от экспрессии генов и возбудимости клеток до структурных изменений синапсов и поведенческих проявлений. Мы заключаем, что, хотя механизмы предполагаемой роли сна в поддержании синаптического гомеостаза, несомненно, сложны, эта концептуальная модель предоставляет уникальную возможность дать механистическое и функциональное объяснение многим ранее разрозненным наблюдениям и определить направления дальнейших исследований.