„Am identificat populații neuronale care monitorizează starea de veghe prelungită și promovează activ somnul”, spune profesorul Alex Schier de la Biozentrum, Universitatea din Basel, coordonatorul unui studiu care ar putea explica una dintre cele mai comune și mai puțin înțelese senzații umane: de ce, după o zi lungă sau o noapte nedormită, dorința de a adormi devine imposibil de ignorat. Împreună cu cercetători de la Beth Israel Deaconess Medical Center și Auburn University, echipa a găsit în creierul șoarecilor neuronii responsabili de această presiune a somnului. Rezultatele au fost publicate în revista Nature.
- Cercetătorii de la Universitatea din Basel au identificat neuroni care se activează în timpul stării de veghe prelungite și care declanșează nevoia de somn.
- Neuronii GABAergici și serotoninergici din regiunea numită median raphe cresc în activitate cu cât animalul stă treaz mai mult.
- Inhibarea lor a redus somnul șoarecilor cu circa 70%, dar lipsa somnului a fost letală pentru aproximativ 17% dintre animale.
„Aceasta este o piesă importantă din puzzle care lipsea pentru a înțelege de ce devenim somnoroși”, adaugă Schier. Reacțiile din comunitatea științifică au fost la fel de entuziaste. „Este un studiu remarcabil. Cartografierea Fos la nivelul întregului creier este o adevărată performanță”, apreciază Chiara Cirelli de la University of Wisconsin–Madison.
Cum au dat cercetătorii de urma neuronilor somnului
Pentru a localiza zonele implicate, echipa a comparat tiparele de activare cerebrală la șoareci în trei situații: ciclul normal somn-veghe, privarea de somn și somnul de recuperare. Metoda s-a bazat pe urmărirea proteinei produse de o genă numită Fos, care se activează atunci când neuronii intră în funcțiune.
„Am văzut că părți foarte specifice ale creierului erau corelate cu starea de veghe”, explică Will Joo, primul autor al studiului. Într-una dintre aceste regiuni — median raphe, situată în trunchiul cerebral — cercetătorii au identificat două populații neuronale distincte: neuronii GABAergici și cei serotoninergici, denumiți astfel după moleculele-mesager la care răspund (acidul gamma-aminobutiric și serotonina). Activitatea ambelor grupuri creștea cu cât animalele stăteau treze mai mult și scădea din nou după ce începeau să doarmă.
Ce se întâmplă când neuronii sunt porniți sau opriți
Pentru a verifica dacă acești neuroni doar reflectă starea de veghe sau chiar o provoacă pe cea de somn, echipa a folosit virusuri pentru a livra un pachet genetic capabil să le activeze ori să le inhibe funcționarea.
Când ambele grupuri au fost activate artificial, șoarecii au dormit de două-trei ori mai mult decât cei din grupul de control și au petrecut mai mult timp în somnul lent, non-REM, similar somnului profund de recuperare pe care oamenii îl au după perioade lungi de veghe. „Nu doar crește durata în care animalul doarme, ci și calitatea somnului”, precizează Joo.
Când neuronii au fost inhibați, animalele au dormit cu aproximativ 70% mai puțin — circa 6,5 ore în plus de veghe pe zi — fără a manifesta comportamentele de tip anxios care însoțesc de obicei privarea de somn. Lipsa somnului a fost însă letală pentru aproximativ 17% dintre șoareci.
„Acești neuroni nu doar semnalează că un animal a fost treaz. Sunt esențiali pentru a promova somnul și ar putea fi componente-cheie ale circuitului neuronal care generează presiunea somnului”, subliniază Schier.
Cum se leagă descoperirea de cercetările anterioare
În interiorul creierului, mai multe circuite reglează somnul și veghea, printre care neuroni din hipotalamus care funcționează ca un fel de tablou de comandă. Proiecțiile neuronilor din median raphe se leagă tocmai de hipotalamusul preoptic, iar cele două zone sunt cunoscute pentru colaborarea lor în controlul ciclului somn-veghe.
„Această lucrare se adaugă unui corp tot mai amplu de cercetări care arată că există circuite distincte activate de veghe, dar care promovează somnul”, comentează Mark Wu de la Johns Hopkins University. Luis de Lecea de la Stanford atrage însă atenția asupra complexității sistemului: „Efectul acestei căi neuronale majore asupra somnului este foarte puternic, dar, așa cum am învățat de când manipulăm circuitele neuronale, fiecare cale aduce nuanțe. Creierul are multe moduri de a se trezi și de a adormi.”
Ce ar putea urma pentru pacienți
Nu se știe încă dacă aceleași populații de neuroni există și la oameni. Dacă da, descoperirea ar putea deschide calea unor terapii noi pentru anumite tulburări de somn — dar abia după ce va fi înțeles modul în care aceste celule comunică cu restul creierului. Pentru cititorul preocupat de insomnie sau de oboseala cronică, semnificația este mai degrabă pe termen lung: cercetarea nu oferă un tratament, ci indică o posibilă țintă biologică pe care medicina o va putea studia.
„Studiile viitoare ar putea dezvălui cum interacționează acești neuroni cu restul creierului și cum se generează presiunea somnului la nivel molecular”, spune Joo. El adaugă că posibilitatea de a transforma stabil comportamentul de somn ar putea, cândva, să indice modalități de a spori rezistența la privarea de somn.
Ați simțit vreodată acea nevoie de somn imposibil de învins după o noapte nedormită? Cum credeți că ar schimba viața de zi cu zi o eventuală terapie care „reglează” presiunea somnului? Spuneți-ne părerea în comentarii.
