Studie financovaná NIH vyvolává přínosy spánku v bdělém mozku

Vědci prokázali, že regenerační přínosy spánku lze vyvolat v lokalizovaných oblastech mozku, zatímco zvíře zůstává plně bdělé. Toto zjištění by mohlo změnit chápání toho, proč organismy potřebují spánek, a ukázat cestu k novým léčebným postupům pro kognitivní dopady spánkové deprivace.

Napodobování hlubokého spánku u bdělých myší

Studie, publikovaná v pondělí v časopise Nature Neuroscience, byla vedena Chiarou Cirelli z University of Wisconsin-Madison a financována Národními instituty zdraví (NIH). Pomocí optogenetické stimulace a geneticky upravených myší tým vyvolal rytmické vzorce zapínání/vypínání aktivity charakteristické pro NREM spánek v cílových oblastech kůry během 30minutových sezení, zatímco zbytek mozku zůstal bdělý a reagoval na okolí.nih+2

NREM spánek, který tvoří zhruba 80 procent spánku dospělého člověka, je znám jako fáze, během níž mozek konsoliduje vzpomínky a rekalibruje synapse. Během vyvolaných období zapínání/vypínání neurony ve stimulovaných oblastech střídaly aktivní výboje a ticho, čímž těsně replikovaly pomalé oscilace, které se vyskytují během přirozeného hlubokého spánku.bioengineer

Kompenzace spánkové deprivace

Výsledky byly pozoruhodné. Myši, které během spánkové deprivace dostávaly bilaterální stimulaci motorické a somatosenzorické kůry, si udržely výkonnost hmatové paměti srovnatelnou s dobře odpočatými zvířaty. Ty, které byly zbaveny spánku bez stimulace, vykazovaly jasné deficity paměti. Navíc myši, které podstoupily unilaterální stimulaci, vykazovaly sníženou aktivitu pomalých vln ve stimulované oblasti během následného přirozeného spánku, což naznačuje, že umělé cykly zapínání/vypínání lokálně uspokojily regenerační potřeby mozku.biorxiv+2

Účinek závisel na samotném oscilačním vzorci, nikoli na prostém potlačení nervové aktivity, což zpochybňuje dřívější předpoklady o tom, co činí spánek regeneračním.bioengineer

Důsledky pro lidské zdraví

Amy Bany Adams, úřadující ředitelka Národního institutu pro neurologické poruchy a mrtvici při NIH, uvedla, že zjištění přibližují vědce k intervencím, které by mohly zabránit kognitivnímu úpadku nebo jej zmírnit v průběhu celého života. Tým předpokládá přenesení tohoto přístupu na lidi prostřednictvím neinvazivních technik transkraniální stimulace, což by mohlo potenciálně přinést úlevu lidem s chronickou spánkovou deprivací, směnným provozem nebo neurodegenerativními stavy, které narušují architekturu spánku.bioengineer

„Vyvolání aktivity ZAPNUTO/VYPNUTO během bdělosti je dostatečné ke snížení lokální potřeby spánku a plní základní funkce spánku,“ uzavřeli vědci.nature+1