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.