Yksi unen ja heräämisen ohjauskeskus aivoissa

kesäkuu 12, 2018

Bernin yliopisto

Luotto: Human Brain Project

Tähän asti ajateltiin, että unen ja valveen hallintaan tarvitaan useita aivoalueita. Berniläiset neurotieteilijät ovat nyt tunnistaneet aivoissa yhden ainoan uni-valve-syklin ohjauskeskuksen. Löydöksillä on suuri merkitys uusien unihoitojen löytämiseksi.

Joka yö vietämme useita tunteja unessa ja joka aamu heräämme jatkamaan elämäämme. Se, miten aivopiirit ohjaavat tätä uni-valve-sykliä, on edelleen mysteeri. Unemme jakautuu kahteen vaiheeseen, NREM-uneen (non-rapid eye movement) ja REM-uneen (tai paradoksaaliseen), jonka aikana suurin osa unestamme tapahtuu. Tärkeitä aivopiirejä on tunnistettu sekä kokeellisten että kliinisten todisteiden avulla, mutta täsmällisiä taustalla olevia mekanismeja, kuten unen ja unen alkamista, ylläpitoa ja päättymistä, ei kuitenkaan ymmärretä hyvin.

Nukahtaessamme elektroenkefalogrammi (EEG) paljastaa, että aivomme tuottavat rytmisiä värähtelyjä, joita kutsutaan nimellä ”hitaat aallot”. Nämä aallot ovat tärkeitä, jotta pysymme unessa ja jotta voimme palautua koko päivän kestäneen henkisen ja fyysisen toiminnan jälkeen. Yleisten hypoteesien mukaan nämä hitaat aallot syntyvät aivokuorella, joka on aivojen yläosa aivan kallon pinnan alapuolella. Sitä vastoin heräämisen ajateltiin johtuvan aivojen alemmassa osassa sijaitsevien ”herätyskeskusten” toiminnasta, mukaan lukien aivorunko, joka aktivoi suoraan aivokuoren, joka on nisäkkäiden aivojen osa, joka osallistuu korkeamman asteen aivotoimintoihin, kuten aistihavaintoihin, kognitioon ja motoristen käskyjen tuottamiseen.

Bernin yliopiston biolääketieteellisen tutkimuksen laitoksen (DBMR) ja Bernin yliopistollisen sairaalan Inselspitalin neurologian osaston neurotieteilijät havaitsivat tärkeässä uudessa tutkimuksessaan, että aivojen keskeisen solmukohdan, talamuksen, neuronit ohjaavat sekä unta että valveillaoloa. Talamus on yhteydessä lähes kaikkiin muihin aivoalueisiin, ja se tukee tärkeitä aivotoimintoja, kuten tarkkaavaisuutta, aistihavaintoa, kognitiota ja tietoisuutta.

Nukkumisen kytkeminen päälle ja pois päältä

Prof. tohtori Antoine Adamantidisin johtamat tutkijat havaitsivat, että pieni populaatio näitä talamuksen neuroneja hallitsee kahteen kertaan sekä unta että valveilla oloa, synnyttämällä unen hitaita aaltoja, mutta myös heräämällä unesta, sähköisestä aktiivisuudesta riippuen. Tutkimusryhmä käytti optogenetiikaksi kutsuttua tekniikkaa, jonka avulla he käyttivät valopulsseja hallitakseen tarkasti hiirten talamuksen neuronien toimintaa. Kun he aktivoivat talamuksen neuroneita säännöllisillä pitkäkestoisilla ärsykkeillä, eläimet heräsivät, mutta jos ne aktivoitiin hitaasti rytmikkäästi, hiiret nukkuivat syvempää ja levollisempaa unta.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun aivojen yhdellä alueella on havaittu olevan sekä unta että heräämistä edistäviä toimintoja. ”Mielenkiintoista on, että pystyimme myös osoittamaan, että talamuksen hermosolujen aktiivisuuden tukahduttaminen heikensi toipumista unen menetyksestä, mikä viittaa siihen, että nämä hermosolut ovat välttämättömiä levolliselle unelle pitkällisen valvomisen jälkeen”, sanoo tutkimuksen johtava kirjoittaja, tohtori Thomas Gent. Tämä osoittaa, että talamus on keskeinen toimija sekä unessa että heräämisessä. Tutkimus on nyt julkaistu Nature Neuroscience -lehdessä.

Murros unilääketieteelle

Tutkimuksen tulokset ovat erityisen tärkeitä nykymaailmassa, jossa aktiiviväestö nukkuu noin 20 prosenttia vähemmän kuin 50 vuotta sitten ja kärsii kroonisista unihäiriöistä. Ihmiset tekevät usein epäsäännöllistä työaikaa ja saavat harvoin menetettyä unta kiinni. Huono uni on yhä useammin yhteydessä moniin psykiatrisiin sairauksiin ja heikentää immuunijärjestelmää. ”Uskomme, että talamuksen neuronien valvontamekanismien paljastaminen unen ja heräämisen aikana on avainasemassa uusien unihoitojen löytämisessä yhä enemmän univajeesta kärsivässä yhteiskunnassa”, sanoo professori Antoine Adamantidis.

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

Lehden tiedot: Nature Neuroscience

Tarjoaja: Bernin yliopisto

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.