سلول های مغز چشمک زن و ستاره ای شکل ممکن است کلید اصلی چرایی خواب ما باشد

0

سلول های مغز چشمک زن و ستاره ای شکل ممکن است کلید اصلی چرایی خواب ما باشد

سلول های مغز چشمک زن و ستاره ای شکل ممکن است کلید اصلی چرایی خواب ما باشد مطالعه جدیدی که امروز در مجله Current Biology منتشر شده نشان می دهد سلول های مغز ستاره ای شکل به نام آستروسیت می توانند به اندازه نورون ها ، سلول های عصبی مغز برای تنظیم خواب مهم باشند.

 

دانشکده ها : این تحقیق  جنبش جدیدی را در جهت حل رمز و راز دلیل خواب و نحوه کار در مغز ایجاد می کند. این کشف همچنین می تواند زمینه را برای استراتژی های درمانی بالقوه آینده برای اختلالات خواب و بیماری های عصبی و سایر شرایط مرتبط با خواب آشفته ، مانند PTSD ، افسردگی ، بیماری آلزایمر و اختلال طیف اوتیسم فراهم کند.

اشلی اینگیوسی ، نویسنده اصلی مقاله و همکار تحقیقات فوق دکترا گفت: “آنچه در مورد خواب می دانیم اساساً بر اساس سلول های مغز عصبی است.” نورون ، او توضیح داد ، از طریق سیگنال های الکتریکی ارتباط برقرار می کند که می تواند به راحتی از طریق الکتروانسفالوگرافی (EEG) گرفته شود. آستروسیت ها – نوعی سلول گلیال (یا “چسب”) که با نورونها در تعامل است – از سیگنالهای الکتریکی استفاده نمی کنند و در عوض از فرایندی به نام سیگنالینگ کلسیم برای کنترل فعالیت آنها استفاده می کنند.

مدتها تصور می شد که آستروسیتها – که می توانند تعداد سلولهای عصبی را ۵ تا یک بیش از سلولهای عصبی قرار دهند – صرفاً نقش حمایتی را بازی می کنند ، بدون اینکه هیچ گونه دخالت مستقیم در رفتارها و روندها داشته باشد. دانشمندان علوم اعصاب اخیراً شروع به بررسی دقیق نقش بالقوه آنها در فرآیندهای مختلف کرده اند. اینگیوسی گفت ، در حالی که چند مطالعه حاکی از آن است که آستروسیت ها می توانند در خواب نقش داشته باشند ، اما ابزارهای علمی جامعی برای مطالعه فعالیت کلسیم آنها تا همین اواخر در دسترس نبوده است.

سلول های مغز چشمک زن و ستاره ای شکل ممکن است کلید اصلی چرایی خواب ما باشد
تصویری از چگونگی گرفتن میکروسکوپ مینیاتور از آستروسیتهای فلورسنت در مغز (چپ) ، با تصویر میکروسکوپ کوچک از آستروسیتهای فلورسنت در مغز که در سمت راست نشان داده شده است.

او و همکارانش برای بررسی بیشتر نقش آستروسیتها در خواب ، از یک مدل جوندگان برای ثبت فعالیت کلسیم آستروسیتها در تمام مدت خواب و بیداری و همچنین بعد از کم خوابی استفاده کردند. آنها از یک نشانگر کلسیم فلورسنت استفاده کردند که از طریق میکروسکوپ های کوچک نصب شده روی سر تصویربرداری می شد که مستقیماً به مغز موش ها نگاه می کرد در حالی که آنها به اطراف حرکت می کردند و رفتار آنها مانند حالت عادی بود. این شاخص به تیم اجازه می دهد فعالیت فلورسنت ناشی از کلسیم در آستروسیت ها در هنگام خواب و رفتارهای بیداری چشمک بزند و خاموش شود. روش منحصر به فرد آنها با استفاده از این میکروسکوپ های کوچک به تیم امکان داد تا اولین مطالعه فعالیت کلسیم آستروسیت ها را در خواب در حیوانات با رفتار آزاد انجام دهد.

تیم تحقیقاتی برای پاسخ به دو س questionsال اصلی تصمیم گرفتند: آیا آستروسیت ها مانند نورون ها در حالت خواب و بیداری به طور پویا تغییر می کنند؟ و آیا آستروسیت ها در تنظیم نیاز خواب ، انگیزه طبیعی ما برای خواب نقشی دارند؟

با مشاهده آستروسیت ها در قشر پیشانی ، ناحیه ای از مغز که با تغییرات قابل اندازه گیری EEG در خواب مرتبط است ، آنها دریافتند که فعالیت آستروسیت ها به طور پویا در طول چرخه خواب و بیدار تغییر می کند ، همانطور که برای نورون ها نیز صادق است. آنها همچنین بیشترین فعالیت کلسیم را در ابتدای مرحله استراحت – هنگامی که بیشترین میزان نیاز به خواب است – و کمترین فعالیت کلسیم را در پایان مرحله آزمایش ، هنگامی که نیاز به خواب از بین رفته است ، مشاهده کردند.

در مرحله بعد ، آنها موش ها را در ۶ ساعت اول مرحله استراحت طبیعی خود بیدار نگه داشتند و تغییرات فعالیت کلسیم را به موازات فعالیت موج آهسته EEG در خواب مشاهده کردند ، که شاخص اصلی نیاز به خواب است. یعنی آنها دریافتند که کمبود خواب باعث افزایش فعالیت کلسیم آستروسیت می شود که بعد از مجاز شدن خواب موش ها کاهش می یابد.

سوال بعدی آنها این بود که آیا دستکاری ژنتیکی فعالیت کلسیم آستروسیت بر تنظیم خواب تأثیر می گذارد. برای فهمیدن ، آنها موشهایی را بررسی کردند که فاقد پروتئین شناخته شده به نام STIM1 به طور انتخابی در آستروسیتها بودند که باعث کاهش مقدار کلسیم موجود می شود. بعد از کم خوابی ، این موش ها به اندازه موش های معمولی که یک بار مجاز به خواب بودند ، طولانی نخوابیدند و خواب آلوده نبودند ، که این یافته های قبلی را تایید می کند که نشان می دهد آستروسیت ها در تنظیم نیاز به خواب نقش اساسی دارند.

سرانجام ، آنها این فرضیه را آزمایش کردند که احتمالاً فعالیت کلسیم آستروسیتها فقط فعالیت الکتریکی نورونها را منعکس می کند. مطالعات نشان داده است که فعالیت الکتریکی سلولهای عصبی در هنگام خواب غیر REM و پس از کمبود خواب هماهنگ می شود ، اما محققان برعکس این مسئله در مورد آستروسیت ها صادق است ، با فعالیت کلسیم در خواب غیر REM و پس از کمبود خواب کمتر هماهنگ می شود .

“این به ما نشان می دهد که آستروسیت ها فقط منفعلانه از سلولهای عصبی پیروی نمی کنند.” “و از آنجا که آنها الزاماً همان الگوی فعالیت نورون ها را نشان نمی دهند ، این ممکن است در واقع نقش مستقیم تری برای آستروسیت ها در تنظیم خواب و نیاز به خواب داشته باشد.”

اینگیوسی گفت ، تحقیقات بیشتری برای کشف بیشتر نقش آستروسیتها در خواب و تنظیم خواب لازم است. وی قصد دارد فعالیت کلسیم آستروسیتها را در سایر قسمتهای مغز که برای خواب و بیداری مهم هستند ، مطالعه کند. علاوه بر این ، او می خواهد به تعاملات آستروسیت ها با انتقال دهنده های عصبی مختلف در مغز نگاه کند تا شروع به تحریک مکانیزمی کند که توسط آن آستروسیت ها ممکن است خواب و خواب را برانگیزانند.

 “یافته های مطالعه ما نشان می دهد که ما ممکن است بیش از ۱۰۰ سال در مکان اشتباه بوده باشیم.” “این شواهد مهمی ارائه می دهد که ما باید آسمروب ها را هدف قرار دهیم تا بفهمیم چرا و چگونه می خوابیم ، و همچنین برای توسعه روش های درمانی که می تواند به افراد مبتلا به اختلالات خواب و سایر شرایط سلامتی که شامل خواب غیر طبیعی است کمک کند.”

 

ممکن است شما دوست داشته باشید