Az alvás és az ébrenlét egyetlen irányítóközpontja az agyban

2018. június 12.

by University of Bern

Credit: Human Brain Project

Eddig úgy gondolták, hogy az alvás és az ébrenlét szabályozásához több agyterületre van szükség. Berni idegtudósok most egyetlen, az alvás-ébrenlét ciklust irányító központot azonosítottak az agyban. Az eredmények nagy jelentőséggel bírnak az új alvásterápiák megtalálása szempontjából.

Minden éjjel több órát töltünk alvással, és minden reggel felébredünk, hogy folytassuk az életünket. Az, hogy az agyi áramkörök hogyan szabályozzák ezt az alvás-ébrenlét ciklust, továbbra is rejtély. Alvásunk két fázisra oszlik, a nem gyors szemmozgású (NREM) alvásra és a REM (vagy paradox) alvásra, amely alatt a legtöbb álmunk zajlik. Fontos agyi áramköröket azonosítottak mind kísérleti, mind klinikai bizonyítékok alapján, azonban a pontos mögöttes mechanizmusok, mint például az alvás és az álmodás kezdete, fenntartása és befejezése, nem jól ismertek.

Mikor elalszunk, az elektroenkefalogram (EEG) azt mutatja, hogy agyunk ritmikus oszcillációkat, úgynevezett “lassú hullámokat” generál. Ezek a hullámok fontosak az elalvásunk megtartásához és az egész napos szellemi és fizikai aktivitás utáni regenerálódáshoz. Az általános hipotézisek szerint ezek a lassú hullámok az agykéregben, az agy felső részén, közvetlenül a koponya felszíne alatt keletkeznek. Ezzel szemben úgy gondolták, hogy az ébrenlét az agy alsó részében található “ébresztőközpontok” aktivitásából ered, beleértve az agytörzset is, amely közvetlenül aktiválja a neokortexet, az emlősök agyának azt a részét, amely a magasabb rendű agyi funkciókban, például az érzékszervi érzékelésben, a megismerésben és a motoros parancsok generálásában vesz részt.

Egy fontos új tanulmányban a Berni Egyetem Biogyógyászati Kutatási Tanszékének (DBMR) és a Berni Egyetemi Kórház Inselspital Neurológiai Osztályának idegtudósai megállapították, hogy a talamuszban, az agy központi csomópontjában található neuronok az alvást és az ébrenlétet is irányítják. A talamusz szinte minden más agyterülettel kapcsolatban áll, és olyan fontos agyi funkciókat támogat, mint a figyelem, az érzékszervi érzékelés, a megismerés és a tudatosság.

Az alvás be- és kikapcsolása

A kutatók Prof. Dr. Antoine Adamantidis vezetésével felfedezték, hogy e talamusz neuronok egy kis populációja kettős irányítást gyakorol az alvás és az ébrenlét felett: elektromos aktivitásuktól függően alvási lassú hullámokat generál, de alvásból is felébred. A kutatócsoport az optogenetika nevű technikát alkalmazta, amellyel fényimpulzusokkal pontosan szabályozták az egerek talamuszneuronjainak aktivitását. Amikor szabályos, hosszan tartó ingerekkel aktiválták a talamusz neuronokat, az állatok felébredtek, de ha lassú, ritmikus módon aktiválták őket, az egerek mélyebb, pihentetőbb alvást produkáltak.

Ez az első alkalom, hogy az agy egy területéről megállapították, hogy egyszerre rendelkezik alvást és ébredést elősegítő funkciókkal. “Érdekes módon azt is ki tudtuk mutatni, hogy a talamusz neuronális aktivitásának elnyomása rontotta az alvásvesztésből való felépülést, ami arra utal, hogy ezek az idegsejtek elengedhetetlenek a pihentető alváshoz a hosszabb ideig tartó ébrenlét után” – mondja Dr. Thomas Gent, a tanulmány vezető szerzője. Ez azt mutatja, hogy a talamusz kulcsszerepet játszik mind az alvásban, mind az ébrenlétben. A tanulmány most a Nature Neuroscience című folyóiratban jelent meg.

Áttörés az alvásgyógyászat számára

A tanulmány eredményei különösen fontosak a modern világban, ahol az aktív lakosság mintegy 20 százalékkal kevesebbet alszik, mint 50 évvel ezelőtt, és krónikus alvászavaroktól szenved. Az emberek gyakran rendszertelen munkaidőben dolgoznak, és ritkán pótolják az elmaradt alvást. A rossz alvás egyre inkább összefüggésbe hozható számos pszichiátriai betegséggel, és gyengíti az immunrendszert. “Úgy véljük, hogy a talamusz neuronok alvás és ébrenlét alatti szabályozási mechanizmusainak feltárása kulcsfontosságú lesz az új alvásterápiák megtalálásához az egyre inkább alváshiányos társadalomban” – mondja Prof. Antoine Adamantidis.

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

A folyóirat információi: Nature Neuroscience

A Berni Egyetem

által biztosított.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.