Lozanos universiteto mokslininkai nustatė naują smegenų vaidmenį „locus coeruleus” miegu ir jo sutrikimais. Ši smegenų sritis palengvina perėjimą tarp NREM ir REM miego būsenų, išlaikant nesąmoningą budrumą išorinio pasaulio atžvilgiu. Stresas sutrikdo jo funkcijas ir neigiamai veikia miego kokybę.
Miego sutrikimai kamuoja vis daugiau žmonių, o tai gali turėti rimtų padarinių jų sveikatai. Žinduolių miegas susideda iš ciklų tarp dviejų būsenų: miego be greito akių judėjimo (NREM) ir greito akių judėjimo (REM). Tačiau šiuos ciklus reglamentuojančios taisyklės tebėra menkai suprantamos.
Lozanos universiteto (UNIL) Biologijos ir medicinos fakulteto Fundamentinių neuromokslų katedros mokslininkės profesorės Anitos Lüthi vadovaujamas tyrimas pirmą kartą rodo, kad locus coeruleus (LC), smegenų kamieno sritis, yra dalyvauja miego organizavime.
LC iki šiol buvo žinomas kaip pagrindinis gebėjimo reaguoti į sudėtingas situacijas būdravimo, o ne miego metu, reguliatorius. Anitos Lüthi atliktas tyrimas, paskelbtas m Gamtos neuromokslai dabar rodo, kad LC nustato, kada galimas perėjimas tarp dviejų miego būsenų, parodydamas, kad ši smegenų sritis yra labai svarbi normaliam miego būsenų cikliškumui.
Be to, komanda išsiaiškino, kad dienos patirtis, ypač stresas, sutrikdo LC veiklą miego metu ir sukelia netvarkingą miego ciklą ir per dažnus pabudimus. Šie atradimai suteikia esminių įžvalgų norint geriau suprasti miego sutrikimus ir gali padėti pagerinti gydymą.
Miego struktūra iš naujo apibrėžta
LC, ilgą laiką pripažintas noradrenalino – pagrindinio hormono, valdančio mūsų gebėjimą reaguoti į aplinkos iššūkius mobilizuojant smegenis ir kūną – gamybos centru, yra būtinas kognityviniam budrumui.
Miego metu jo aktyvumas tampa svyruojantis, kaitaliojant tarp smailių ir žemumų maždaug kas 50 sekundžių. Šios veiklos vaidmuo iki šiol buvo menkai suprantamas. Įdiegę pažangias technologijas UNIL neurologai sugebėjo konkrečiai nukreipti neuronų kelius šiame pelių smegenų regione.
„Mes nustatėme, kad tiek LC svyruojančios veiklos smailės, tiek žemumai vaidina pagrindinį vaidmenį miego organizavime. Tai naujas struktūrinis miego elementas; veikia kaip laikrodis,” aiškina Georgios Foustoukos, vienas iš trijų pagrindinių tyrimo autorių.
Jų rezultatai rodo, kad miegas susideda iš anksčiau nežinomų struktūrinių vienetų, kurių metu nuosekliai derinamos dvi funkcijos. LC aktyvumo piko metu dalis subkortikinių smegenų patenka į pabudimo būseną dėl noradrenalino, leidžiančio nesąmoningai budėti aplinkos ir galimų pavojų atžvilgiu. Atvirkščiai, per dugną galimi perėjimai prie REM miego.
Dvi pagrindinės atkuriamojo miego funkcijos
Normaliomis sąlygomis žmogaus NREM miegas susideda iš keturių skirtingų etapų, apimančių giliausias miego stadijas. Kita vertus, REM miegas pasižymi dideliu smegenų aktyvumu, susijusiu su sapnais ir užima maždaug ketvirtadalį nakties.
Įprasta naktis koordinuotai keičiasi tarp NREM ir REM būsenų, leidžiančių kūnui ir protui pailsėti ir atsigauti. UNIL neurologai nustatė, kad LC yra šių perėjimų sargas, tiksliai kontroliuojantis, kada gali įvykti perėjimas nuo NREM prie REM miego, ypač tais momentais, kai jo aktyvumas yra mažas.
Ir atvirkščiai, mokslininkai išsiaiškino, kad padidėjus LC aktyvumui, į smegenis išsiskiria daugiau noradrenalino, todėl tam tikros smegenų sritys yra labiau linkusios susijaudinti, tačiau organizmas iš tikrųjų nepažadinamas. Ši būsena yra anksčiau nežinomas susijaudinimo tipas, kuris sukuria budrumą aplinkai ir kūnui miego metu, o tai palengvina visišką ir greitą pabudimą kritiniu atveju.
„Kitaip tariant, smegenys yra pusiau pabudusios subkortikiniame lygmenyje, kol miega žievės lygyje,” sako Anita Lüthi.
Miego sutrikimų viltis
Kita svarbi šio tyrimo įžvalga yra pastebėjimas, kad įtempta patirtis pelių budrumo metu gali sutrikdyti miegą, padidindama LC aktyvumą, o tai atitolina REM miego pradžią ir suskaido NREM miegą, sukeldama per daug pabudimų. Tai liečia ir subkortikines, ir žievės smegenų dalis.
Anitai Lüthi rezultatai atveria kelią naujam klinikiniam pritaikymui žmonėms, kenčiantiems nuo miego sutrikimų. „Mūsų atradimai gali padėti geriau suprasti miego sutrikimus, susijusius su psichikos sveikatos sutrikimais, tokiais kaip nerimas ar kiti miego sutrikimai.
„Be to, jie siūlo naujų gydymo būdų, pavyzdžiui, naudojant LC kaip biomarkerį miego ciklams stebėti ir galbūt taisyti. Mūsų darbo stiprybė ta, kad miegančių smegenų nervinę veiklą dideliu žingsniu priartiname prie žmogaus miego priemonių, kurias žinome iš ligoninės.” sako Lüthi.
Pradėtas klinikinis bendradarbiavimas su Lozanos universiteto ligonine (CHUV), siekiant įvertinti, ar pelėms nustatyti mechanizmai gali būti pritaikyti žmogaus miegui.
Galiausiai, tyrimas taip pat suteikia užuominų, kaip geriau suprasti miegą per rūšių evoliuciją. Skirtingai nuo žinduolių, turinčių dvi aiškiai skirtingas miego būsenas, kai kurios archajiškos rūšys, pavyzdžiui, ropliai, neturi tokio aiškiai apibrėžto dvilypumo. Tačiau kai kurie ropliai turi dviejų tipų miegą, kuris pakaitomis kinta maždaug 50 sekundžių. Tai rodo, kad LC veiklos pirmtakai jau egzistavo, kad susistemintų jų senovinį miegą.