Enkel hjärnans 'switch' styr både sömn och vakenhet
Det finns otaliga negativa hälsoeffekter förknippade med att inte få tillräckligt med sömn. Men en nyligen genomförd studie kan bana väg för nya sömnbehandlingar, eftersom ett enda hjärnområde befunnits kontrollera både sömn och vakenhet.
Från att höja risken för både högt blodtryck och fetma till att göra depression och cancer mer sannolikt, kan sömnbrist skada vårt immunsystem lika mycket som vårt mentala välbefinnande.
En undersökning utförd av Centers for Disease Control and Prevention (CDC) avslöjade att 50 till 70 miljoner vuxna i USA har kroniska sömnstörningar.
De fann också att över 35 procent av dem inte får de minst 7 timmarna som en vuxen behöver för optimal hälsa.
Detta föranledde CDC att betrakta sömnbrist som en "folkhälsoepidemi" och uppmanade forskare att komma med nya sömnterapier och låsa upp mysteriet om hur vår hjärna inducerar det vilande tillståndet.
Hittills trodde man att vår hjärna använder flera regioner för att växla mellan sömn och vakenhet.
Till exempel hävdar en populär hypotes att hjärnbarken - det vill säga den övre delen av hjärnan som finns precis under skallen - "avger" sömninducerande långsamma hjärnvågor, medan vakenhet styrs av den nedre delen av däggdjuret av vår hjärna.
Ny forskning har vänt denna hypotes på huvudet. Forskare från Institutionen för biomedicinsk forskning vid University of Bern och Neurology Department vid Inselspital, Bern University Hospital - båda i Schweiz - hittar nervceller som styr både sömn och vakenhet.
Teamet leddes av seniorförfattare professor Antoine Adamantidis, vid Institutionen för neurologi vid Inselspital. Thomas Gent, forskare vid samma avdelning, är den första författaren till tidningen.
Resultaten, som kan bana väg för nya sömnbehandlingar, publicerades i tidskriften Natur neurovetenskap.
Talamiska nervceller driver sömnväckningscykeln
Prof. Adamantidis och team använde optogenetik för att selektivt slå på och av neuroner i mössens hjärna.
Optogenetik är en teknik där neuroner är genetiskt modifierade för att svara på ljus. I det här fallet modifierade forskarna neuroner i gnagarnas thalamus eller hjärnområdet som ansvarar för att vidarebefordra sensorisk information till cortex.
Talamus är också involverad i humörreglering och tillstånd av upphetsning eller medvetande.
I denna studie använde forskarna långvariga stimuli för att aktivera dessa nervceller, som väckte gnagarna. Användning av långsamma stimuli på ett rytmiskt sätt inducerade emellertid en djup, icke-snabb ögonrörelse (REM) sömn i mössen, mätt med ett elektroencefalogram.
REM och icke-REM-sömn är de två huvudsakliga sömnfaserna; den förstnämnda är scenen under vilken vi drömmer, medan den senare är den djupa, återställande sömnen.
Såvitt författarna vet, var detta första gången som en studie avslöjade att ett enda hjärnområde främjar både sömn och vakenhet.
"Intressant," förklarar Gent, "vi kunde också visa att undertryckande av thalamusneuronal aktivitet försämrade återhämtningen från sömnförlust, vilket tyder på att dessa nervceller är nödvändiga för en vilsam sömn efter [en] längre period av att vara vaken."
Studiens seniorförfattare väger också in den kliniska betydelsen av resultaten.
"Vi tror att avtäcka kontrollmekanismerna för talamiska nervceller under sömn och vakna kommer att vara nyckeln till att hitta nya sömnbehandlingar i ett alltmer sömnberövat samhälle."
Prof. Antoine Adamantidis
