Всемирный день сна ежегодно проводится в пятницу перед днем весеннего равноденствия. В 2021 году это событие выпадает на 19 марта, а его девиз –«Регулярный сон – здоровое будущее». Об уникальных разработках в этой области рассказали специалисты «Лаборатории умного сна», созданной на базе Саратовского национального исследовательского Государственного университета имени Чернышевского в рамках выполнения мега-гранта Министерства науки и высшего образования РФ.
Команда «Лаборатории умного сна» занимается анализом механизмов сна и изучением его восстановительных свойств, используя и развивая прорывные смарт-технологии. По ряду направлений научно-практической работы уже достигнуты значительные успехи.
Умная шапочка для новорожденных
Специалисты лаборатории разработали устройство, которое позволяет стимулировать очистительные функции сосудов головного мозга и помогает снизить риск развития серьезных нарушений. Дело в том, что во время родов младенец может получить повреждения в виде, например, сосудистых гематом, то есть скопления крови при закрытых и открытых повреждениях сосудов. В будущем это может стать причиной проблем с речью, анализом, удержанием внимания. Важно своевременно удалить скопившуюся кровь.
Ученые создали технологию лазерной стимуляции выведения крови из мозга во время глубокого сна. Уже в этом году планируется внедрение этого метода в практику реабилитации новорожденных. Для этого разрабатывается портативное оборудование в виде шапочки и программное обеспечение для него. Стимулирующий сигнал будет подаваться через световоды. В настоящее время специалисты лаборатории совместно с неврологами и неонатологами Саратовского медицинского университета имени Разумовского готовят проведение клинических испытаний.
«Технология ночной стимуляции очищения тканей мозга не имеет аналогов в мире, – рассказывает доктор биологических наук, заведующая кафедрой физиологии человека и животных Саратовского национального исследовательского Государственного университета имени Чернышевского Оксана Семячкина-Глушковская. – Сейчас исследования нацелены на стимуляцию ночного выведения крови из тканей мозга новорожденных, а также токсичного белка бета-амилоида у пациентов с Альцгеймером. Однако, применение смарт-технологии гораздо шире и уже сейчас разработаны новые проекты. Они касаются стимуляции ночного очищения тканей мозга от белка синуклеина для лечения болезни Паркинсона, а также выведения жидкости из тканей мозга при гидроцефалии. Отмечу, что для всех указанных патологий не существует эффективного лечения и разрабатываемые нами технологии являются «золотыми ключиками», открывающими двери в мир принципиально новых подходов к терапии болезней мозга во время сна».
Сон на защите барьерных функций
Еще одна технология «Лаборатории умного сна» предполагает применение анализа сна для диагностики состояния физиологического барьера между кровеносной системой и центральной нервной системой (ГЭБ, гематоэнцефалиический барьер). Данный физиологический механизм защищает мозг от проникновения в его ткани токсинов и микробов. Выяснилось, что сон – это маркер состояния барьера ГЭБ.
Специалисты лаборатории впервые продемонстрировали, что такой анализ можно сделать на основе электроэнцефалограммы (ЭЭГ – графическое изображение сложного колебательного электрического процесса). По мнению ученых данная технология отлично подойдет для экспресс-диагностики и раннего выявления нарушений барьерной функции мозга у пациентов с серьезными заболеваниями.
Кроме этого, объединением ведутся интенсивные работы по созданию 3D интерактивного атласа с цифровыми технологиями визуализации анатомии и функций лимфатической системы мозга.
Настоящее и будущее «умного сна»
Сегодня исследования научного объединения «Лаборатория умного сна» находятся на стадии проверки экспериментальных данных на достоверность, правильность и точность. После этого начнется подготовка к коммерциализации и выводу технологий на медицинский рынок.
«Наша группа ученых заложила научные основы изучения функций лимфатических сосудов-невидимок. Если в рамках первого мега-гранта мы занимаемся методом управления ночными процессам активации этих сосудов, то следующим шагом будет превращение технологий в портативные смарт-дивайсы, которые будут полезны, в том числе, при психических расстройствах», – объясняет Оксана Семячкина-Глушковская.
После завершения работы в рамках текущего гранта Министерства науки и высшего образования РФ, планируется получение новой субсидии для развития нейрокомпьютеров и цифровых технологий управления восстановительными свойствами лимфатической системы мозга.
Ученые уверены, что результаты их открытий способны кардинально изменить научные представления о работе мозга и его очищении во время сна. Такая научная работа стимулирует появление новых образовательных программ. В частности, создана новая магистратура «Современные технологии визуализации живых объектов», где один из онлайн курсов называется «Лимфа-сон: прорывные открытия в нейробиологии». Эта инициатива поддержана благотворительным фондом Владимира Потанина.
«Появление новых портативных смарт-технологий ночного управления восстановительными свойствами мозга поменяют нашу культуру, – считает Оксана Семячкина-Глушковская. — Помимо телефонов в обиход войдут гаджеты для управления регенеративными процессами мозга, способствующие восстановлению после стресса, тяжелого дня, переживаний. Такие технологии будут широко востребованы и быстро станут «друзьями» человека за счет эффективности и доступности».
Текст: Ирина Грачёва
Фото: Саратовский национальный исследовательский Государственный университет имени Чернышевского, iStock by Getty Images
