Потребность в сне выходит далеко за пределы необходимости в восполнении запасов энергии. Во время сна наш мозг переходит в другое состояние и очищает все токсичные побочные продукты активности нейронов, накопленные за день. Как ни странно, то же происходит и при хроническом добровольном недосыпе, но только на короткой дистанции.

Исследователи обнаружили, что постоянная нехватка сна заставляет мозг очищать значительный объем нейронов и синаптических связей, а кратковременного сна не хватает для того, чтобы устранить эти повреждения. Нейробиолог Микеле Белесси и его команда исследовали мозг млекопитающих и обнаружили странное сходство между хорошо отдохнувшими мышами и теми, кто провел бессонную ночь.

Нейроны, как и остальные клетки организма, постоянно обновляются двумя типами глиальных клеток: микроглиациты отвечают за очистку от старых и изношенных клеток посредством фагоцитоза, то есть поглощения. Астроциты удаляют ненужные синапсы в мозгу, обновляя его. Это позволяет нам чувствовать себя на утро свежими и отдохнувшими, но оказывается, что то же самое происходит и когда мы теряем сон. Но когда бессонница становится хронической, вместо очистки от мусора мозг начинает «выбрасывать на свалку» здоровые клетки.

Активность астроцитов у хорошо отдохнувших мышей была зафиксирована во время эксперимента в 5,7% синапсов мозга. У мышей, которым не давали выспаться, этот показатель был равен 8,4%. А у грызунов с хронической депривацией он вырос до 13,5%. Также у этой группы была обнаружена повышенная микроглиальная активность, которая связана с развитием таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера.   

Специалисты Университета Миссури разобрались в механизме работы мелатонина, который считается препаратом против бессонницы. Оказывается, если он попадает в мозг в период активности, он повышает сонливость. А если заблокировать его рецепторы в период отдыха, бодрость повышается.