Jednotné řídicí centrum pro spánek a bdění v mozku

12. června 2018

podle University of Bern

Kredit: Human Brain Project

Dosud se mělo za to, že k řízení spánku a bdění je zapotřebí více oblastí mozku. Neurovědci z Bernu nyní identifikovali v mozku jedno jediné řídicí centrum pro cyklus spánku a bdění. Tato zjištění mají velký význam pro hledání nových způsobů léčby spánku.

Každou noc trávíme několik hodin spánkem a každé ráno se probouzíme, abychom pokračovali ve svém životě. Jak mozkové obvody řídí tento cyklus spánku a bdění, zůstává záhadou. Náš spánek se dělí na dvě fáze, spánek bez rychlých očních pohybů (NREM) a spánek REM (neboli paradoxní spánek), během kterého se odehrává většina našich snů. Na základě experimentálních i klinických důkazů byly identifikovány důležité mozkové obvody, avšak přesné základní mechanismy, jako je nástup, udržování a ukončení spánku a snění, nejsou dobře známy.

Když usínáme, elektroencefalogram (EEG) odhaluje, že náš mozek generuje rytmické oscilace nazývané „pomalé vlny“. Tyto vlny jsou důležité pro udržení našeho spánku a pro zotavení po celodenní duševní a fyzické aktivitě. Obvyklé hypotézy tvrdí, že tyto pomalé vlny vznikají v mozkové kůře, horní části mozku těsně pod povrchem lebky. Naproti tomu se předpokládalo, že bdělost vzniká činností „center bdění“ umístěných v dolní části mozku včetně mozkového kmene, která přímo aktivují neokortex, což je část mozku savců zapojená do mozkových funkcí vyššího řádu, jako je smyslové vnímání, poznávání a generování motorických příkazů.

V nové důležité studii neurologové z Oddělení biomedicínského výzkumu (DBMR) Univerzity v Bernu a Neurologického oddělení Univerzitní nemocnice Inselspital v Bernu zjistili, že neurony v thalamu, centrálním centru mozku, řídí spánek i bdění. Thalamus je propojen s téměř všemi ostatními oblastmi mozku a podporuje důležité mozkové funkce včetně pozornosti, smyslového vnímání, poznávání a vědomí.

Vypínání a zapínání spánku

Výzkumníci pod vedením Prof. Dr. Antoina Adamantidise zjistili, že malá populace těchto thalamických neuronů má dvojí kontrolu nad spánkem a bděním tím, že v závislosti na své elektrické aktivitě generuje pomalé vlny spánku, ale také probouzí ze spánku. Výzkumná skupina použila techniku zvanou optogenetika, pomocí níž pomocí světelných pulzů přesně řídila aktivitu thalamických neuronů myší. Když aktivovali thalamické neurony pravidelnými dlouhotrvajícími podněty, zvířata se probudila, ale pokud je aktivovali pomalým rytmickým způsobem, myši měly hlubší a klidnější spánek.

Je to poprvé, co bylo zjištěno, že určitá oblast mozku má jak funkci podporující spánek, tak funkci podporující bdění. „Zajímavé je, že se nám také podařilo prokázat, že potlačení aktivity thalamických neuronů zhoršilo zotavení ze ztráty spánku, což naznačuje, že tyto neurony jsou nezbytné pro klidný spánek po delší době bdění,“ říká Dr. Thomas Gent, hlavní autor studie. To ukazuje, že thalamus je klíčovým hráčem ve spánku i bdění. Studie byla nyní publikována v časopise Nature Neuroscience.

Průlom pro spánkovou medicínu

Závěry této studie jsou důležité zejména v moderním světě, kde aktivní populace spí asi o 20 procent méně než před 50 lety a trpí chronickými poruchami spánku. Lidé často pracují nepravidelně a jen zřídka dohánějí ztracený spánek. Špatný spánek je stále častěji spojován s množstvím psychiatrických onemocnění a oslabuje imunitní systém. „Věříme, že odhalení kontrolních mechanismů thalamických neuronů během spánku a bdění bude klíčem k nalezení nových způsobů léčby spánku ve společnosti, která je stále více deprivovaná,“ říká profesor Antoine Adamantidis.

Více informací: Thomas C. Gent et al. Thalamic dual control of sleep and wakefulness, Nature Neuroscience (2018). DOI: 10.1038/s41593-018-0164-7

Informace o časopise: Nature Neuroscience

Poskytuje University of Bern

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.