Исследователи из Университета Тохоку изучили энергетику мозга мышей во время быстрого сна (REM-фаза) и обнаружили парадокс: несмотря на то что мозг заранее усиливает приток крови и накапливает питательные вещества, уровень АТФi — главного источника энергии внутри нейронов — временно падает. Это может объяснять, почему после ночи с яркими сновидениями человек иногда просыпается усталым.

Открытие важно не только для темы сна: оно показывает, что по кровотоку в мозге нельзя судить о реально доступной нейронам энергии — доставка, переработка и трата топлива могут расходиться во времени и объёме.

• Чтобы наблюдать метаболизм мозга без нарушения сна мыши, череп покрыли прозрачной УФ-застывающей смолой и снимали кору методом широкопольной флуоресценции прямо сквозь кость, не удаляя её часть (как делают обычно).
• Учёные одновременно следили за тремя параметрами: объёмом крови (поступление топлива), уровнем пирувата в астроцитах (переработка глюкозы) и АТФ внутри нейронов (готовая к использованию энергия).
• Астроцитыi — клетки, сидящие между сосудами и нейронами, забирают глюкозу из крови и передают её нейронам в переработанном виде.
• Приток крови к коре начинает расти примерно за 50 секунд до формального начала REM-фазы: сначала усиливается кровоток в затылочной части коры, затем волна за 15 секунд распространяется вперёд.
• Парадокс: крови и пирувата в астроцитах становится больше, а уровень АТФ в нейронах при этом падает.
• Возможные причины падения АТФ (точно не установлено): нейроны тратят энергию быстрее, чем производят, из-за перестройки нейронных связей, обработки воспоминаний и усиленного «диалога» гиппокампа с корой; либо меняется схема передачи топлива от астроцитов или режим работы митохондрий.
• Важная оговорка учёных: падение АТФ не означает, что нейроны голодают — это временный дисбаланс расхода и производства энергии, а не патология.