Věda o spánku stále v počátečních fázích
Nový přehled výzkumu zjistil, že spánek zůstává trvalou biologickou záhadou s velkým klinickým významem.
Thomas Scammell, MD, z Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) a jeho kolegové zjistili, že v posledních desetiletích nové technologie umožnily neurologům identifikovat více mozkových obvodů, které řídí cyklus spánku / bdění, a také faktory, které jej mohou ovlivnit, jako je kofein a světlo.
Vyšetřovatelé však také zjistili, že složitost mozku je stále překážkou v porozumění spánku.
"V posledních deseti letech měli neurovědci přístup k novým nástrojům, pomocí kterých můžeme testovat role velmi specifických neuronů v mozku," uvedl hlavní autor Scammell, profesor na katedře neurologie v BIDMC.
"Když známe konkrétní relevantní hráče v mozku, umožňuje nám to vyvinout terapie, které lidem pomohou usnout, nebo pomohou ospalým lidem být bdělejší během dne."
Konkrétně dvě technologie vyvinuté od roku 2000 umožňují neurologům zapínat a vypínat konkrétní neurony. V procesu zvaném chemogenetika vědci používají k určení role neuronů léky, které mají účinek pouze v geneticky definované skupině buněk.
Optogenetika používá laserové světlo k zapnutí nebo vypnutí cílených mozkových buněk. Tyto techniky odhalily, které neuronální obvody podporují bdělost a spánek v celém mozku, zejména v mozkovém kmeni a hypotalamu.
"Nyní můžeme vyšetřovat neurony přesnějším způsobem," řekl Scammell. "Techniky jsou velmi podobné, ale optogenetika funguje v krátkém časovém měřítku, řádově v sekundách." S chemogenetikou můžeme několik hodin sledovat, co se stane, když zapneme nebo vypneme určité neurony. “
Vědci věnující se spánku také učinili v posledních letech důležité objevy o základní chemii ospalosti. V zásadním průlomu na konci 90. let 20. století vědci objevili dříve neznámou chemickou látku, neurotransmiter zvaný orexin, nezbytný pro udržení dlouhé doby bdělosti.
Ztráta produkce orexinu způsobuje narkolepsii běžné poruchy spánku, která se vyznačuje chronickou ospalostí a nepravidelným spánkem REM. Dnes farmaceutické společnosti vyrábějí léky, které záměrně blokují orexinový systém k léčbě nespavosti. Vědci se také snaží vyvinout léky, které napodobují orexin, aby probudily lidi.
"Lék, který působí jako orexin, může být pro pacienty s narkolepsií stejně dobrý jako inzulin pro lidi s diabetem," uvedl Scammell.
Neurovědecký výzkum také odhalil mozkovou cirkulaci, která řídí cirkadiánní rytmy, biologické hodiny, které synchronizují ospalost a bdělost s nocí a dnem.
Suprachiasmatické jádro (SCN), umístěné hluboko v hypotalamu, reguluje cirkadiánní rytmy a dokáže je po určitou dobu udržovat i v úplné tmě. SCN se však v digitálním prostředí nevyrovná, pokud jde o spánkové návyky lidí.
"Lidé stále více používají svá elektronická zařízení v posteli, což přiměje mozek, aby si myslel, že je vystaven dennímu světlu," řekl Scammell. "Vnitřní hodiny se resetují, takže je mnohem těžší se ráno probudit."
Telefony a tablety jsou jen jedním z důvodů, proč asi třetina všech dospělých Američanů trpí nedostatkem spánku, což je mnohem méně, než je doporučených sedm až osm hodin spánku za noc.
To vyvolává více otázek, proč někteří lidé potřebují více či méně, a proč někteří lidé mohou snášet deficit spánku mnohem lépe než ostatní. Souvislosti mezi nedostatkem spánku nebo špatným spánkem a metabolickými chorobami, rizikem rakoviny a poruchami nálady také vyžadují další studium.
S každým ze stovek tisíc neuronů v mozku propojených navzájem budou vědci potřebovat hlubší znalosti vnitřního fungování mozku, aby pochopili, jak obvody, které regulují spánek, interagují.
"Mezi těmito obvody existuje obrovský dialog," řekl Scammell, který řekl, že dnešní technologie umožňuje vědcům sledovat desítky neuronů najednou v jedné oblasti mozku.
"Naše schopnost zaznamenávat aktivitu jen u několika neuronů současně stále není nic blízkého porozumění celému mozku, ale je to alespoň krok správným směrem."
Nálezy studie se objevují v časopise Neuron.
Zdroj: Lékařské centrum Beth Israel Deaconess Medical Center
