Śnimy w rytmie sprzed 300 milionów lat. Niezwykłe odkrycie łączy ludzki sen z gadami
Międzynarodowy zespół badaczy odkrył, że kluczowy rytm mózgowy, który kontroluje nasz sen, nie jest wynalazkiem ssaków.
To ewolucyjny spadek, który dzielimy z ptakami i gadami od ponad 300 milionów lat. Kiedy kładziesz się spać, twój mózg nie wyłącza się niczym smartfon podłączony do ładowarki. Zamiast tego przechodzi w fascynujący taniec aktywności elektrycznej. Od wieków neurobiolodzy badają te sygnały, by zrozumieć, po co właściwie śpimy. Nowe światło na tę tajemnicę rzuca publikacja w prestiżowym „Nature Neuroscience”.
Starożytny metronom w naszych głowach
Uwaga naukowców skupiła się na tzw. rytmie infrawolnym (infraslow rhythm). Do tej pory ten niezwykle wolny wzorzec fal mózgowych obserwowano głównie u ssaków (w tym u ludzi) i łączono go z fazą snu głębokiego (NREM).
Zespół Libourela postanowił sprawdzić, jak daleko w przeszłość sięga ten mechanizm. W tym celu zbadali aktywność mózgu szerokiej gamy zwierząt, w tym aż siedmiu gatunków jaszczurek (m.in. gekonów, kameleonów lamparcich czy agam brodatych). Wynik okazał się przełomowy: ten sam rytm, który co noc „porządkuje” ludzki mózg, występuje również u zmiennocieplnych gadów. Oznacza to, że mechanizm ten musiał istnieć już u naszego wspólnego przodka, który stąpał po Ziemi około 300 milionów lat temu.
Technologia w służbie biologii
Z perspektywy naszego portalu niezwykle ciekawe jest to, jak w ogóle udało się to zmierzyć. Jaszczurki, zwłaszcza te mniejsze, to nie są pacjenci, których łatwo wsunąć do tuby rezonansu magnetycznego.
Aby zebrać dane, naukowcy we współpracy z Instytutem Nanotechnologii w Lyonie musieli zaprojektować miniaturowy, energooszczędny „biologger”. To urządzenie potrafiło symultanicznie rejestrować nie tylko fale mózgowe, ale i tętno, oddech czy napięcie mięśni, nie krępując przy tym naturalnych ruchów zwierząt. Dodatkowo, do monitorowania przepływu krwi w mózgach użyto nowatorskiej techniki funkcjonalnego obrazowania ultradźwiękowego. To kolejny dowód na to, jak potężnym katalizatorem dla odkryć biologicznych jest miniaturyzacja elektroniki.
Nocna pralka i radar w jednym
Po co nam – i jaszczurkom – ten starożytny rytm? Naukowcy wysuwają dwie fascynujące hipotezy, które powoli znajdują potwierdzenie w danych.
Po pierwsze: „czyszczenie” mózgu. Uważa się, że rytm infrawolny działa jak rodzaj pompy, ułatwiając przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego. Ten z kolei wymiata z naszej neuronalnej sieci toksyczne odpady metaboliczne nagromadzone w ciągu dnia.
Po drugie: radar bezpieczeństwa. Rytm ten wiąże się z cyklicznymi fluktuacjami czujności. W środowisku naturalnym spanie to zaproszenie dla drapieżników. Posiadanie wewnętrznego metronomu, który co jakiś czas na ułamek sekundy „nasłuchuje” otoczenia bez wybudzania całego organizmu, to genialny mechanizm adaptacyjny, decydujący o przetrwaniu.
Odkrycie to prowokuje również pytania o to, czy gady śnią. Skoro ich architektura snu różni się od ssaczej, klasyczny podział na fazy REM (w której najczęściej śnimy) i NREM może w ich przypadku nie mieć zastosowania. Nie oznacza to, że nie mają marzeń sennych – po prostu ich „oprogramowanie” działa na nieco innej, choć wciąż opartej na tym samym starożytnym rdzeniu, architekturze.
Kto śpi najlepiej w Europie? Polacy pośrodku stawki, ale z twardymi danymi nie wygrasz
