Что происходит в умирающем от кислородного голодания мозге, отследили нейрофизиологи

Ученые определили последовательность событий, которые приводят к окончательному прекращению нейронной активности. Эти результаты проливают свет на странные явления, о которых сообщают люди, пережившие околосмертный опыт, и помогут даже обратить вспять процесс смерти мозга, сообщает Парижский институт мозга. Научная статья вышла в Neurobiology of Disease.

Мозг не перестает работать в одно мгновение. Когда запасы кислорода иссякают, нейроны быстро истощают свои запасы клеточного топлива АТФ. Это вызывает массовое высвобождение возбуждающего нейромедиатора глутамата, что приводит к всплеску нервной активности.

«Поначалу кажется, что нервные цепи отключаются. Затем мы видим всплеск активности мозга — в частности, увеличение гамма- и бета-волн. Эти волны обычно связаны с сознательным опытом. В этом контексте именно они могут вызывать околосмертные переживания, о которых сообщают люди, пережившие остановку сердечно-легочной деятельности», — объяснила один из авторов исследования Северин Маон.

Через некоторое время эта нейронная активность затухает — хотя даже это не конец истории, поскольку тишина внезапно прерывается волной высокой амплитуды, которая распространяется по мозгу, вызывая необратимые функциональные и структурные изменения. Это явление называется «волна смерти», оно вызвано деполяризацией нейронов в последние моменты их жизни.

«Подобно лебединой песне, это настоящий маркер перехода к прекращению всей мозговой активности», — сказал один из авторов исследования Антуан Картон-Леклерк.

К счастью, весь этот процесс можно обратить вспять, если ввести в мозг кислород до того, как волна смерти завершится. Однако до сих пор исследователи не знали, где в мозгу начинается эта смертельная пульсация и как она распространяется.

Авторы нового исследования измерили электрическую активность в мозге крыс, перенесших болезнь Альцгеймера. Обнаружилось, что волна смерти начинается в возбуждающих нейронах глубоких слоев коры. Вероятно, потому, что эти нервные клетки имеют особенно высокие энергетические потребности. Когда исследователи вернули кислород мозг крыс, весь процесс повернулся вспять: запасы АТФ пополнились, а нейроны реполяризовались.