Кратковременное нарушение сна изменяет синаптические структуры среди SST+ интернейронов гиппокампа и неокортекса

Введение

Кратковременная потеря сна влияет на когнитивные функции и синаптические структуры главных нейронов в гиппокампе и неокортексе. Однако, несмотря на данные in vivo и биоинформационные исследования, указывающие на более выраженное воздействие потери сна на тормозные интернейроны, остаётся неясным, как сон и его депривация влияют на синапсы этих клеток. Нарушение популяции SST+ интернейронов считается ранним признаком нейропатологии при болезни Альцгеймера, шизофрении и биполярном расстройстве, а риск развития этих заболеваний повышается при хроническом недосыпании.

Цель

Исследование направлено на изучение влияния кратковременного нарушения сна на синаптические структуры SST+ интернейронов в различных областях мозга.

Методы

Для визуализации SST+ интернейронов в дорсальном гиппокампе, префронтальной коре и зрительной коре использовали трансгенных мышей SST-CRE с меткой Brainbow 3.0. Синаптические структуры сравнивали после 6-часового периода свободного сна или депривации сна (SD), вызванной мягким воздействием в начале световой фазы.

Результаты

Плотность дендритных шипиков у SST+ интернейронов изменялась специфично для каждой области мозга:

• Увеличение общей плотности и плотности тонких шипиков в CA1.
• Значительное увеличение объёма и площади поверхности шипиков в CA3.
• Небольшие, но значимые изменения (преимущественно уменьшение) размера шипиков в CA1, PFC и V1.

Выводы

Кратковременная депривация сна существенно изменяет синаптическую связность SST+ интернейронов, причём эти изменения зависят от конкретной области мозга. Это указывает на клеточно-специфичный механизм, посредством которого недосыпание нарушает когнитивные функции и изменяет баланс возбуждения и торможения в нейронных сетях.

Термины и сокращения

• SST+ интернейроны – тормозные нейроны, экспрессирующие соматостатин.
• Brainbow 3.0 – метод мультицветной маркировки нейронов.
• SD (Sleep Deprivation) – депривация сна.
• PFC (Prefrontal Cortex) – префронтальная кора.
• V1 (Primary Visual Cortex) – первичная зрительная кора.
• CA1, CA3 – области гиппокампа.