A gdyby mózg mógł odpoczywać bez snu?

Naukowcy z Uniwersytetu Wisconsin–Madison wywołali u myszy wzorzec aktywności mózgu charakterystyczny dla głębokiego snu, mimo że zwierzęta pozostawały w stanie czuwania. Efekt? Lepsza pamięć i słabsze oznaki zmęczenia 

Sen pozostaje jedną z największych zagadek biologii. Wiadomo, że jest niezbędny dla pamięci, uczenia się i prawidłowego funkcjonowania mózgu, jednak wiele mechanizmów odpowiedzialnych za te korzyści wciąż nie zostało dobrze poznanych. Nowe badanie opublikowane na łamach Nature Neuroscience sugeruje, że przynajmniej część procesów zachodzących podczas głębokiego snu można uruchomić również wtedy, gdy zwierzę pozostaje aktywne.

Zespół kierowany przez prof. Chiarę Cirelli z Uniwersytetu Wisconsin–Madison skupił się na śnie NREM, który u dorosłych ludzi stanowi około 80 proc. całkowitego czasu snu. To właśnie w tej fazie w korze mózgowej pojawiają się charakterystyczne fale wolne. Neurony przechodzą wtedy przez naprzemienne okresy aktywności i wyciszenia. Uważa się, że taki rytm pomaga utrzymywać równowagę w sieciach neuronalnych oraz wspiera utrwalanie wspomnień.

Badacze genetycznie zmodyfikowali myszy, aby za pomocą światła mogli czasowo wyłączać aktywność wybranych neuronów. Następnie przez pięć godzin nie pozwalali zwierzętom zasnąć, stale podsuwając im nowe przedmioty do eksploracji. W ostatnich 30 minutach eksperymentu zaczęli rytmicznie aktywować światłowody wszczepione do mózgu. W efekcie w części kory mózgowej pojawił się wzorzec aktywności przypominający ten obserwowany podczas głębokiego snu, mimo że myszy nadal pozostawały w stanie czuwania.

Po zakończeniu doświadczenia okazało się, że stymulowane obszary mózgu wykazywały mniej oznak narastającej potrzeby snu. Naukowcy zaobserwowali również zmiany biologiczne podobne do tych, które zwykle pojawiają się po kilku godzinach naturalnego odpoczynku. Dotyczyły one między innymi połączeń między neuronami, które podczas snu ulegają częściowemu osłabieniu i przebudowie. „Ponieważ ten niewielki obszar mózgu przeprowadził część tych zmian już podczas czuwania, później nie potrzebował tak intensywnego głębokiego snu” – wyjaśnia prof. Cirelli.

W kolejnym etapie badacze sprawdzili, czy sztucznie wywołana aktywność wpływa na pamięć. Myszy najpierw poznawały otoczenie, a następnie podzielono je na trzy grupy. Jedna mogła normalnie spać, druga była przez godzinę utrzymywana w stanie czuwania, a trzecia pozostawała bez snu, ale otrzymywała stymulację naśladującą aktywność charakterystyczną dla głębokiego snu. Następnego dnia zwierzęta miały rozpoznać zmianę w znanym wcześniej środowisku.

Myszy pozbawione snu radziły sobie wyraźnie gorzej. Natomiast zwierzęta, u których podczas czuwania wywoływano aktywność przypominającą głęboki sen, osiągały wyniki zbliżone do tych, które mogły normalnie odpocząć.

Autorzy podkreślają , że nie oznacza to możliwości zastąpienia snu odpowiednią stymulacją mózgu. Badanie dotyczyło jedynie jednego z mechanizmów związanych ze snem NREM. Nadal nie wiadomo, w jakim stopniu podobne efekty można uzyskać u ludzi ani jaką rolę odgrywa druga główna faza snu – REM. 

„Powinno być możliwe, przynajmniej teoretycznie i w pewnym zakresie, uzyskanie podobnych efektów również u ludzi”– mówi prof. Vladyslav Vyazovskiy z Uniwersytetu Oksfordzkiego, który nie brał udziału w badaniu, dodając: „Interesujące byłoby sprawdzenie, czy wywoływanie takiej aktywności podczas czuwania sprawi, że ludzie będą później bardziej wypoczęci”.

Badacze planują teraz sprawdzić, czy podobne rezultaty można osiągnąć za pomocą nieinwazyjnej stymulacji elektrycznej stosowanej przez skórę głowy. Jeśli tak, metoda mogłaby w przyszłości pomagać ograniczać skutki niedoboru snu.  Autorzy badania podkreślają jednak, że wiele najważniejszych funkcji snu prawdopodobnie wymaga współdziałania różnych jego faz oraz czasowego odcięcia mózgu od bodźców płynących z otoczenia.

Źródła

• Tosin Thompson, You could get some of the benefits of sleep without having to nod off, New Scientist, 8 czerwca 2026.
• Kort Driessen, Fabio Squarcio, Giulio Tononi, Chiara Cirelli, Induction of cortical on/off periods in awake mice fulfills sleep functions, Nature Neuroscience, 2026.

• Nauki medyczne