Ο ρόλος των αστροκυττάρων στη ρύθμιση του ύπνου
Νέα έρευνα σε ζώα δείχνει ότι τα ελάχιστα μελετημένα εγκεφαλικά κύτταρα, γνωστά ως αστροκύτταρα, είναι σημαντικοί παράγοντες στον έλεγχο των αναγκών ύπνου και μπορεί κάποια μέρα να βοηθήσουν τους ανθρώπους να μείνουν χωρίς ύπνο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα χωρίς αρνητικές συνέπειες, όπως ψυχική κόπωση και μειωμένη σωματική υγεία.
Δημοσιεύτηκε στο Journal of Neuroscienceη μελέτη διαπίστωσε ότι η ενεργοποίηση αυτών των κυττάρων κρατούσε τα ποντίκια ξύπνια για ώρες όταν κανονικά θα ξεκουράζονταν, χωρίς να τα κάνει να κοιμούνται καθόλου.
«Η παρατεταμένη εγρήγορση συνήθως αυξάνει τον χρόνο και την ένταση του ύπνου, αλλά αυτό που είδαμε σε αυτή τη μελέτη ήταν ότι παρά τις ώρες πρόσθετης εγρήγορσης, αυτά τα ποντίκια δεν διέφεραν από τα καλά ξεκούραστα μάρτυρες όσον αφορά τη διάρκεια και την ένταση του ύπνου», δήλωσε ο συγγραφέας Marcos. Frank, νευροεπιστήμονας και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Πολιτείας της Ουάσιγκτον Elson S. Floyd College of Medicine. «Αυτό ανοίγει την πιθανότητα να έχουμε κάποια μέρα παρεμβάσεις που θα μπορούσαν να στοχεύσουν τα αστροκύτταρα για να μετριάσουν τις αρνητικές συνέπειες της παρατεταμένης εγρήγορσης».
Διαβάστε επίσης: Ο κρυμμένος φόβος που καθυστερεί τις επιστημονικές ανακαλύψεις
Πιθανές εφαρμογές για εργάτες βάρδιας και στρατιωτικούς
Ο Φρανκ οραματίστηκε ότι μπορεί να περιλαμβάνει φάρμακα που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση της παραγωγικότητας, της ασφάλειας και της υγείας των εργαζομένων σε βάρδιες και άλλων που εργάζονται πολλές ή περίεργες ώρες, όπως οι πρώτες ανταποκρίσεις και το στρατιωτικό προσωπικό. Η απώλεια ύπνου και ο λανθασμένος ύπνος έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζουν μια ποικιλία βασικών διαδικασιών, συμπεριλαμβανομένης της προσοχής, της γνώσης, της μάθησης, της μνήμης, του μεταβολισμού και της λειτουργίας του ανοσοποιητικού.
Αστροκύτταρα: Κάτι περισσότερο από «Κόλλα» του εγκεφάλου
Τα αστροκύτταρα είναι τύποι μη νευρωνικών κυττάρων που αλληλεπιδρούν με νευρώνες, εγκεφαλικά κύτταρα που μεταδίδουν εύκολα μετρούμενα ηλεκτρικά σήματα από τον εγκέφαλο σε άλλα μέρη του σώματος. Τα αστροκύτταρα που παλαιότερα θεωρούνταν απλώς ως η «κόλλα» που συγκρατεί τον εγκέφαλο ενωμένο, έχει αποδειχθεί πρόσφατα ότι παίζουν ενεργό ρόλο σε διάφορες συμπεριφορές και διαδικασίες μέσω μιας πολύ πιο λεπτής και δύσκολα μετρήσιμης διαδικασίας γνωστής ως σηματοδότησης ασβεστίου. Αυτό περιλαμβάνει μια προηγούμενη μελέτη WSU που έδειξε ότι η καταστολή της σηματοδότησης ασβεστίου αστροκυττάρων σε όλο τον εγκέφαλο είχε ως αποτέλεσμα τα ποντίκια να δημιουργούν λιγότερη ανάγκη ύπνου μετά τη στέρηση ύπνου.
Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν συγκεκριμένα αστροκύτταρα στον βασικό πρόσθιο εγκέφαλο, μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι γνωστό ότι παίζει κρίσιμο ρόλο στον προσδιορισμό του χρόνου ύπνου και της ξύπνιας, καθώς και των αναγκών ύπνου. Χρησιμοποιώντας χημειογενετική – μια μέθοδο για τον έλεγχο και τη μελέτη των μονοπατιών σηματοδότησης εντός των εγκεφαλικών κυττάρων – ενεργοποίησαν αυτά τα αστροκύτταρα και διαπίστωσαν ότι αυτό είχε ως αποτέλεσμα τα ποντίκια να μένουν ξύπνια για 6 ώρες ή περισσότερο κατά τη διάρκεια της κανονικής περιόδου ύπνου τους. Επιπλέον, οι ερευνητές δεν είδαν επακόλουθες αλλαγές στον χρόνο ύπνου ή στην ένταση του ύπνου ως απόκριση στην πρόσθετη εγρήγορση, όπως θα ήταν αναμενόμενο.
«Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η ανάγκη μας για ύπνο δεν είναι απλώς συνάρτηση της προηγούμενης ώρας αφύπνισης, αλλά καθοδηγείται επίσης από αυτά τα μη νευρωνικά κύτταρα που αγνοούνται εδώ και καιρό», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Ashley Ingiosi, επίκουρος καθηγητής νευροεπιστήμης στο Ohio State University. διεξήγαγε τη μελέτη ενώ εργαζόταν ως μεταδιδακτορικός ερευνητικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Frank στο WSU. «Μπορούμε τώρα να αρχίσουμε να εντοπίζουμε πώς τα αστροκύτταρα αλληλεπιδρούν με τους νευρώνες για να πυροδοτήσουν αυτήν την απόκριση και πώς οδηγούν την έκφραση και τη ρύθμιση του ύπνου σε διάφορα μέρη του εγκεφάλου».
Μελλοντικές Κατευθύνσεις Έρευνας
Στη συνέχεια, οι ερευνητές σχεδιάζουν να πραγματοποιήσουν δοκιμές συμπεριφοράς σε ποντίκια για να προσδιορίσουν πώς η ενεργοποίηση των βασικών αστροκυττάρων του πρόσθιου εγκεφάλου για να προκαλέσουν εγρήγορση μπορεί να επηρεάσει άλλες διαδικασίες εκτός από τις ανάγκες ύπνου, όπως η προσοχή, η γνώση, η μάθηση, η μνήμη, ο μεταβολισμός και η λειτουργία του ανοσοποιητικού. Για να λάβουν τουλάχιστον κάποια ένδειξη του πιθανού αντίκτυπου στην προσοχή και τη γνωστική λειτουργία, εξέτασαν δείκτες ΗΕΓ αυτών των δύο διεργασιών σε αυτή τη μελέτη και βρήκαν ότι είναι παρόμοιοι με εκείνους που παρατηρούνται σε καλά ξεκούραστα μάρτυρες.
Αναφορά: «Activation of Basal Forebrain Astrocytes Induces Wakefulness without Compensatory Changes in Sleep Drive» από τους Ashley M. Ingiosi, Christopher R. Hayworth και Marcos G. Frank, 8 Αυγούστου 2023, Journal of Neuroscience.
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0163-23.2023
Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Νευρολογικών Διαταραχών και Εγκεφαλικού, το Εθνικό Ινστιτούτο Ψυχικής Υγείας και το Εθνικό Ινστιτούτο Νευρολογικών Διαταραχών και Εγκεφαλικού.
Διαβάστε επίσης:Η εκπληκτική ανακάλυψη ενός νέου τύπου εγκεφαλικών κυττάρων
Οι μοναδικές νευρολογικές επιδράσεις του καφέ σε σχέση με την απλή καφεΐνη
