Krajobraz molekularny po bezsennych nocach
W ramach finansowanego z funduszy unijnych projektu SLEEPNEED (Cortical neuronal mechanisms of behavioural and cognitive deficits after sleep deprivation) przeprowadzono szereg doświadczeń behawioralnych, elektrofizjologicznych i farmakologicznych. Ich celem było zbadanie wynikających z braku snu zmian o charakterze behawioralnym, sensorycznym i poznawczym. W oparciu o sukcesy badawcze projektu SLEEPNEED zespół założył na Uniwersytecie Oksfordzkim nowoczesne laboratorium snu i zachowania. Uczeni opracowali nowe ćwiczenie sprawdzające zdolność różnicowania wzrokowego, aby poddać analizie złożony wpływ przeszłych cyklów snu i czuwania na zachowanie, zdolność uczenia się i aktywność mózgu. Przeprowadzając badanie z udziałem młodych i starszych myszy, odnotowano charakterystyczne zmiany w obrębie aktywności sieci, takie jak ograniczona funkcjonalna łączność pomiędzy lokalnymi obszarami korowymi. Nowe dane pomogą rzucić światło na kontrowersyjną kwestię zależnych od wieku zmian w zakresie regulacji snu. Podczas powtarzalnych czynności, takich jak bieganie w kołowrotku, zaobserwowano u myszy wydłużenie okresów czuwania przy spadku ogólnej aktywności korowej. Wskazuje to na fakt, iż automatyczne wybudzanie może wiązać się z niższym kosztem metabolicznym, co skutkuje spowolnieniem i ograniczeniem potrzeby snu lub niedoboru snu. W celu analizy procesu S – zapotrzebowania organizmu na sen – wykorzystano techniki modelowania komputerowego. Naukowcy prowadzą obecnie badania nad mutacjami wpływającymi u myszy na sen oraz zmianami na poziomie neuronalnym i molekularnym, które oddziałują na homeostazę snu. Myszy z wyłączonym genem podjednostki A1 receptora glutaminianergicznego (GluA1) cechowały się znacznie mniejszą aktywnością wrzecion w czasie intensywnej aktywności mózgu w drugim stadium snu. Ponieważ gen GluA1 kojarzony jest ze schizofrenią i depresją, nowy mysi model GluA1 ujawnił powiązanie pomiędzy fenotypem wpływającym na sen a psychozą. Diazepam i Valium ograniczają aktywność fal wolnych EEG i zwiększają wrzeciona snu. W ramach inicjatywy SLEEPNEED zbadano wpływ diazepamu na aktywność neuronalną w obszarach korowych. Co ciekawe, zaobserwowane zmiany były bardzo niewielkie, chociaż aktywność neuronalna praktycznie ani na chwilę nie zaniknęła. Prawidłowa ilość snu ma kluczowe znaczenie dla zdrowia psychicznego, a nawet dla bezpieczeństwa podczas pracy. Rezultaty projektu SLEEPNEED pogłębiły naszą wiedzę o skutkach braku snu i negatywnym wpływie takiego stanu na nasze zachowanie. Przełomowe odkrycia dokonane przez zespół projektowy zaprezentowano w głośnych publikacjach, Nature Communications oraz Nature Reviews Neuroscience.
Słowa kluczowe
Sen, neuron, SLEEPNEED, zachowanie, korowy
